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1、前言
    復(fù)合相變換熱器技術(shù)在25t/h、35t/h和40t／h循環(huán)流化床鍋爐上均已取得成功的應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)受熱面最低壁溫可調(diào)可控，即使鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行也能將受熱面最低壁溫控制在較高水平。這不僅降低了排煙溫度，節(jié)能效果顯著，還保證了設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。但在其它爐型，如在鏈條爐上的應(yīng)用是否也能得到如此顯著的效果呢？我們?cè)诰沤�某化纖廠一臺(tái)35t/h拋煤機(jī)鍋爐空預(yù)器上進(jìn)行了改造實(shí)踐。
    該廠35t/h拋煤機(jī)鏈條爐（1號(hào)爐）于1982年投入運(yùn)行，至今已服役20年，其空預(yù)器原設(shè)計(jì)為上下兩段，上段為立管式，下段為臥管式。下段因低溫結(jié)露腐蝕嚴(yán)重并伴隨磨損和堵灰發(fā)生，運(yùn)行不久就被改為立管式，并加大了管徑以防止灰堵。即使這樣，兩年左右就因腐蝕漏風(fēng)和堵灰而不得不更換下段。檢查上段還發(fā)現(xiàn)，列管的下部也有少量的腐蝕穿孔，經(jīng)分析是下段漏風(fēng)后上段進(jìn)口風(fēng)溫過(guò)低所至。
    該爐設(shè)計(jì)排煙溫度159℃，空預(yù)器下段橫改立后排煙溫度163℃。查看鍋爐運(yùn)行記錄發(fā)現(xiàn)排煙溫度在120。C左右，而熱風(fēng)溫度卻僅達(dá)1300℃，比設(shè)計(jì)值低約10℃。不難看出空預(yù)器存在大量的漏風(fēng)。
2、改造方案
    由于原空預(yù)器下段壁溫較低，經(jīng)常處于結(jié)露區(qū)而遭到煙氣的腐蝕，在低負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)尤甚，因此將該段改為抗腐蝕能力強(qiáng)的復(fù)合相變換熱器。為了將熱風(fēng)溫度提高至145℃，并把排煙溫度降至120℃，還需增加部分受熱面，同時(shí)設(shè)置水調(diào)節(jié)裝置以吸收，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
    從多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在正常情況下上段是不結(jié)露的，經(jīng)計(jì)算其最低壁溫不到90℃，因此我們將最低壁溫控制在90℃以上是安全的。由壁溫信號(hào)來(lái)控制調(diào)節(jié)水管道上的調(diào)節(jié)閥，以控制受熱面的最低壁溫始終在90℃以上。
    對(duì)空預(yù)器的改造設(shè)計(jì)不能僅對(duì)需要改造的下段進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)橄露蔚母脑靹?shì)必引起上段煙氣和空氣平均溫差的改變，從而導(dǎo)致整個(gè)傳熱計(jì)算的錯(cuò)誤，所以必須對(duì)空預(yù)器進(jìn)行整體計(jì)算。我們把整個(gè)空預(yù)器統(tǒng)稱為復(fù)合相變換熱器，仍將其分為上、下兩段，上段為原立管式結(jié)構(gòu)，下段稱相變段（包括水調(diào)節(jié)裝置）。表1為以90℃壁溫（在鍋爐70%負(fù)荷以上）為設(shè)計(jì)參數(shù)所得的復(fù)合相變換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)。
    結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須克服沒有足夠的安裝位置和鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓備量不足的困難。為此我們針對(duì)現(xiàn)有條件將相變段分為上下兩部分，上段置于原下段處，下段置于煙氣道上，將上、下段及水調(diào)節(jié)裝置以管道相通，其結(jié)構(gòu)如圖1。考慮到煙氣中飛灰含量較多，在相變段下段裝設(shè)低頻聲波吹灰器，進(jìn)行定時(shí)除灰。空氣道和煙氣道均沒做大的改動(dòng)，冷風(fēng)從原風(fēng)管直接進(jìn)入相變段上段，加熱后進(jìn)入空預(yù)器上段。
3、技改效果分析
    由九江科洋熱技術(shù)設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造的復(fù)合相變換熱器于2001年10月投入使用。改造后的空預(yù)器（即復(fù)合相變換熱器）經(jīng)數(shù)月運(yùn)行后，進(jìn)行了熱工測(cè)試，其測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。表中數(shù)據(jù)說(shuō)明鍋爐負(fù)荷作較大范圍變化時(shí)，受熱面最低壁溫僅變化了7℃，熱風(fēng)溫度也只有9℃的變化，在鍋爐負(fù)荷為25t/h，調(diào)節(jié)水流量減少到5. 9t/h，這時(shí)受熱面最低壁溫94℃，而排煙溫度僅111℃，相差15℃；鍋爐負(fù)荷40t／h時(shí)，調(diào)節(jié)水流量達(dá)12. 2t／h，受熱面最低壁溫101℃，排煙溫度124℃，相差23℃。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明：實(shí)際運(yùn)行情況和設(shè)計(jì)指標(biāo)基本吻合，實(shí)現(xiàn)了受熱面最低壁溫處于可調(diào)可控狀態(tài)的要求，取得圓滿成功。
    鍋爐排煙溫度由改造前的16 3℃下降到如今的12 0℃，被回收利用的這部分熱量其值為：6000（小時(shí)／年）x46000（標(biāo)米s／時(shí)）×1.45（千焦／標(biāo)米℃）×(163-120) ℃=l. 72xl010干焦／年=4.12xl09大卡／年
    以煤的發(fā)熱量5000大卡／公斤計(jì)，全年節(jié)煤量=4. 12×l09/ (0. 8x5000) =1030（噸／年）；以煤價(jià)265元／噸計(jì)，折合人民幣27.3萬(wàn)元／年。而技改費(fèi)用合計(jì)26萬(wàn)元，不足一年即可收回投資。
4、結(jié)論
    利用復(fù)合相變換熱器技術(shù)對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)拋煤機(jī)鏈條爐進(jìn)行改造的成功，再一次驗(yàn)證了復(fù)合相變換熱器所特有的技術(shù)特性，即：(1)尾部受熱面的最低壁溫能夠?qū)崿F(xiàn)整體可調(diào)可控，在鍋爐的負(fù)荷發(fā)生變化或需要重新設(shè)定最低壁溫時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)器，使空預(yù)器處于最佳工況；(2)受熱面最低壁溫不再是一個(gè)校核量，而作為一個(gè)基本設(shè)計(jì)變量出現(xiàn)在設(shè)計(jì)中；(3)在通常的壓降和經(jīng)濟(jì)性前提下，能將最低壁溫與排煙溫度之差有效控制在150℃~250℃之間；(4)該項(xiàng)技改的節(jié)能效果非常顯著，并且具有較短的投資回收期。對(duì)于煤價(jià)上漲的今天，復(fù)合相變換熱器的應(yīng)用前景將更加廣闊。