600℃级高温空气预热器的设计和运行
南热600MW超临界机组回转式空气预热器改造
南热600MW超临界机组回转式空气预热器改造张光【摘要】南热2×600 MW超临界机组自投运以来排烟温度一直居高不下.分析了1号机组空气预热器进、出口运行参数,指出空气预热器的传热效果较低是其主要原因,综合比较了3种改造方案,最终采取方案一,即更换热端传热元件板型对空气预热器进行了改造.运行结果表明,锅炉排烟温度降低约10℃,提高了传热效果和锅炉效率.【期刊名称】《江苏电机工程》【年(卷),期】2012(031)001【总页数】3页(P75-77)【关键词】回转式空气预热器;传热元件;排烟温度;锅炉效率【作者】张光【作者单位】江苏南热发电有限责任公司,江苏南京210035【正文语种】中文【中图分类】TK223.3+4传热元件是影响回转式空气预热器传热效果的关键因素，传热效果偏低，冷风和高温烟气不能较好进行热交换，使得排烟温度增加，热一、二次风温均较低，从而导致锅炉效率降低[1]。
因此，提高空气预热器的传热效果，可以降低排烟温度，提高热一、二次风温度，有效提高锅炉效率，降低发电煤耗，提高机组经济性。
1 设备概述江苏南热发电有限责任公司（简称南热）2×600 MW超临界机组HG-1965/25.4-YM5型锅炉是哈尔滨锅炉厂有限责任公司（简称哈锅）设计、制造的。
锅炉为一次中间再热、超临界压力变压运行带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型布置。
锅炉岛为露天布置。
锅炉同步安装SCR脱硝装置。
锅炉设计煤种为神府煤，校核煤种为淮南煤。
南热2×600 MW超临界机组锅炉空气预热器采用哈锅预热器公司生产的三分仓回转式空气预热器，型号为：31.5-VI(T)-1850-SMR空气预热器。
传热元件分两层布置，热端传热元件采用0.5 mm厚碳钢钢板，DU3板型布置，热端所有传热元件高度为950 mm；冷端传热元件采用0.8 mm钢板两面涂搪瓷，涂搪瓷后总厚度为1.2 mm，DFC板型布置，冷端所有传热元件高度900 mm。
南热600MW超临界机组回转式空气预热器改造
采 用 哈 锅 预 热 器公 司生 产 的三 分 仓 回转 式 空 气 预
热器 ． 型号 为 ： １ － （） １ ５ 一 ＭＲ空 气 预 热 器 。 ３ ． ｖｉ 一 ８ ０ Ｓ ５ ｘ
费用 ： 更换 的 Ｆ ＮＣ板 型元 件 由哈锅 预热 器公 司 供货 ． 费用 约 ２ ０万 元 ／ ． Ｄ ２ 台 原 Ｕ３板 型可 由哈 锅
预 热 器公 司 回购 ． 回购 费 用在 ３ ０万 ～４ ０万元 ／ ． 台 施 工 安装 费用 约 ３ ０万 ～４ ０万 元 ／ 台 每 台 炉 实 际 改造费 用约 为 ２ ０万 元 ２
传 热 元件 分 两 层 布置 ．热端 传 热 元 件采 用 ０５ ｍ ．Ｉ
表 １ 改造前空气预热器进 口和 出口相关参数
收 稿 日期 ：０ １ ０ — ８ 修 回 日期 ： ０ １ ０ ９ ２１ — ９ ０ ： ２ １ —１ －１
７ ６
江
苏 电
机
工
程
表 ２ 设计煤种和－ 眭能试验用煤的煤质资料
摘 要 ： 南热 ２ ６ ０Ｍｗ 超 Ｉ ｘ ０ 临界机组 自投运以来排烟 温度一直居高不下。 分析 了 １号机组 空气预热器进 、 ３ 出１运行参 ＇
数 ， 出空 气预 热 器的 传 热 效 果较 低 是 其 主要 原 因 ， 合 比较 了 ３种 改 造 方 案 ， 指 综 最终 采 取 方 案 一 ， 更换 热 端传 热元 件 即
涂搪 瓷 涂搪 瓷后 总厚 度 为 １ ． ｍｍ， Ｃ板 型布 置 ， ２ ＤＦ 冷 端所 有传热 元件 高度 ９ ０ ０ ｍｍ。冷 、 热端 传热 元件 均 采用模 式布 置 ， 分 ４ 共 ８小仓 ， 与冷 、 热端 扇形 板形
锅炉空气预热器的工作原理和性能分析
锅炉空气预热器的工作原理和性能分析锅炉空气预热器是锅炉系统中的一个重要部件，用于提高燃烧效率和锅炉热效率。
它通过将锅炉的废烟气与进入锅炉的空气进行热交换，将废烟气中的热量传递给进气空气，从而提高空气温度，减少燃料的消耗量，提高锅炉的热效率，实现节能减排的目的。
空气预热器的工作原理主要包括热力学原理和传热原理。
热力学原理是指在焚烧过程中，燃料的热能通过燃烧产生废弃物，其中包括高温废气。
而在锅炉系统中，锅炉废烟气中仍存在大量的热量。
空气预热器的作用就是通过将这部分废烟气与进入锅炉的新鲜空气进行热交换，使空气温度提高，达到预热的目的。
传热原理是指废烟气与进入锅炉的空气在空气预热器内部形成对流传热，废烟气中的热量传递给进气空气。
空气预热器的性能主要表现在两个方面，即热效率和操作稳定性。
热效率是指空气预热器将废烟气中的热量传递给新鲜空气的能力，它直接影响到锅炉系统的整体热效率。
提高空气预热器的热效率可以减少燃料消耗量，降低运行成本。
为了提高热效率，应采用高效的传热表面和优化的传热结构，以最大程度地增加传热面积和热负荷。
同时，合理控制废烟气流通速度和温度分布，使废烟气与进入锅炉的空气充分接触，提高热量传递效率。
操作稳定性是指空气预热器在长时间运行过程中的稳定性能。
稳定的操作能保持系统的稳定运行，提高生产效率。
为了实现操作稳定性，应加强空气预热器的材料选择和结构设计。
锅炉系统的高温、腐蚀和污染环境对空气预热器的材料提出了严格的要求。
应选择耐高温、耐腐蚀的合金材料，同时合理设计传热表面的结构和管道布局，以避免积灰和堵塞，保证传热效果。
另外，空气预热器还要考虑与锅炉系统的匹配和运行管理。
在设计和选型过程中，需要根据锅炉的使用条件、燃料特性和热负荷等因素进行综合考虑。
同时，应配备合适的自动控制系统，实时监测和调节空气预热器的工作状态，保证其正常运行。
定期进行维护和清洗，确保传热表面的清洁和良好的传热效果。
总之，锅炉空气预热器作为锅炉系统中的重要部件，通过废烟气和空气中热量的传递，提高空气温度，实现节能减排的目的。
国内外炭黑工艺技术新进展
国内外炭黑工艺技术新进展炭黑是一种高耗能产品，在油价不断上涨和我国能源短缺的情况下，炭黑生产过程中的节能显得尤为重要。
同时，国际上对环保、安全和卫生的要求日益严格，对炭黑生产也提出了更高的要求。
基于上述背景，炭黑产品正在向节能环保、多功能和专用化方向发展，生产工艺也在向高技术化、节能和环保化方向发展。
高技术、绿色化是发展主题1.反应炉和反应工艺不断改进炭黑反应炉是油炉法炭黑生产装置的核心部位，改进炭黑反应炉型结构和反应工艺是改变产品性能和提高产量和原料油收率的主要措施：①提高单炉生产能力，减少单位生产能力的装置建设投资和运转时的动力消耗和其他费用，从而降低炭黑生产成本，目前单炉产能已经达到4万～5万t/a。
②提高火焰温度，可以加快炭黑核心的生成，提高产品质量和收率，由于受到耐火材料的限制，目前温度一般为1900℃，最高为2100℃。
③在油炉法炭黑生产装置中，采用富氧空气或纯氧取代过程空气，可以显著减少烟气和尾气的生成量，提高装置的生产能力，减少急冷水用量，提高尾气热值。
现在油炉法炭黑生产装置中使用含氧量为27%的富氧空气，已有报道。
④改进原料油雾化工艺，采用多点喷油、不规则喷油、添加各种添加剂或活化剂等手段，改进产品性能和提高收率。
⑤采用金属水夹套喉管，以解决在高温、高速焰气冲刷下喉管容易变形的问题。
2.节能技术除了改进反应炉型结构和反应工艺可节能外，炭黑生产过程中的节能主要表现在要充分利用烟气的物理和化学热。
生产实践表明，采用空气预热可以降低反应炉燃料消耗、减少二次急冷水用量及尾气量、提高尾气热值。
空气预热温度每提高100℃，可以降低总能耗的1.95%，因此提高空气预热温度是炭黑生产节能的一项重要措施。
但是空气预热温度越高，对空气预热器的结构、材料以及生产操作和控制的要求也越高，造价也越高。
目前国外正在推广应用800℃级空气预热器，900℃级空气预热器已开始投入工业化运转，1000℃级空气预热器正在酝酿设计和制造阶段。
空气预热器方案说明
10吨蒸汽锅炉空气预热器方案（节煤率5%以上；提高锅炉岀功10%以上）一、热管式空气预热器的工作原理及优点热管式空气预热器的主要传热元件为重力式热管，重力式热管的基本结构如图1所示。
热管由管壳、外部扩展受热面、端盖等部分组成，其内部被抽成1.3×(10-1—10-4)Pa的真空后，充入了适量的工作液体。
图1 热管传热原理简图热管的传热机理是：当热流体流经热管的蒸发段时热量经由扩展受热面和管壁传递给工质，由于管内的真空度较高，工质在较低温度下开始沸腾，沸腾产生的蒸汽流向冷凝段冷凝放出热量，热量再经管壁和扩展受热面传递给冷流体，冷凝后的工质在重力的作用下流回蒸发段，如此循环不已，热量就不断的由热流体传递给了冷流体。
热管的传热机理决定着热管有以下基本特性：①极高的轴向导热性：因在热管内部主要靠工作液体的汽、液相变传热，热阻趋于零，所以热管具有很高的轴向导热能力。
与银、铜、铝等金属相比，其导热能力要高出几个数量级。
②优良的等温性：热管内腔中的工质蒸汽处于饱和状态，蒸汽在从蒸发段流向冷凝段时阻损很小，在整个热管长度上，蒸汽的压力变化不大，从而也就决定着在整个热管长度上温度变化不大，所以说热管具有优良的等温性。
由热管组成的热管式空气预热器具有以下的优点：①由热管的等温性决定着在预热器中每排热管都工作在一个较窄的温度范围内，这样就可以通过结构调整使每排热管的壁温高于露点温度，从而避免发生结露、腐蚀和堵灰的现象，从而保证了锅炉不会因为空气预热器的堵灰、引风机出力不足，影响锅炉的正常运行的情况。
而管式预热器由于烟气在管内流动时烟温逐渐降低，所以每根管子的壁温都是沿烟气的流动方向逐渐降低的，在每根管子的烟气出口部位，由于烟温和空气温度均较低，很容易发生结露、黏灰、堵灰的现象，影响引风机的抽力，从而影响锅炉的正常运行。
②一般管式空气预热器设计和烟气流速较高（11—14m/S）,且换热管用壁厚较小（约1.5mm）的焊接管，所以管子很容易磨穿，产生漏风，引起鼓、引风机的电耗增加。
空预器规程文档
6.19风烟系统6.19.1空气预热器6.19.1.1 空气预热器设备规范6.19.1.2 空气预热器启动前准备1)检查空气预热器及其相关的检修工作结束，空气预热器内无人工作、无其它杂物，工作票已封，现场整洁, 各人孔门关闭严密。
2)检查空气预热器本体保温良好，各层平台围栏完整，周围杂物清理干净，照明良好。
3)检查空气预热器驱动装置外观完整，驱动电机和变速箱地脚螺栓连接牢固，各驱动电动机和齿轮箱间对轮安全罩连接牢固，4)检查驱动减速箱油位正常，油位在油面镜1/3～2/3之间, 检查导向轴承、支持轴承油位在1/3～2/3处,且油质合格。
5)检查空气预热器导向轴承冷却水畅通，水温正常。
6)检查空气预热器主、辅助驱动电动机接线完整，接线盒安装牢固，电动机外壳接地线完整并接地良好。
7)控制装置仪表均投入并经整定指示正确；8)着火探测系统安装位置及方向正确,试验良好；9)转子停转报警装置安装正确,能正确发出停转报警信号；10)传动装置控制系统安装正确,调试良好；11)检查空气预热器气动马达气源总门及分门开启。
12)测主、辅电机绝缘合格并送电。
送电前确认就地控制柜“运行投入\运行抑制”转换开关在“运行抑制”位，防止送电后主、辅电机自启动。
检查低电压穿越装置紧急停止按钮在正常位置，合上低电压穿越装置内部空气开关并按下复位按钮。
确认就地变频柜送电正常。
13)检查空气预热器变频控制柜控制面板无报警。
14)蒸汽吹灰装置、消防装置、清洗装置完整好用；15)支持和导向轴承的润滑油温度≥15℃；16)检修后第一次启动，手动盘车使转子慢慢地旋转两周，确认转子能自由转动，听其转动声音应正常。
转动装置减速器试运良好。
17)清洗水泵电机绝缘良好并送电。
清洗水泵入口门开，出口门关闭。
18)检查蒸汽吹灰、水清洗装置完好，确保吹灰蒸汽、消防水源备用正常。
检查空气预热器各清洗和消防阀关闭严密无内漏，外部管道、阀门不漏水19)远方、就地做空气预热器主、辅电机的联锁试验合格，就地确认空气预热器转向正确。
上海锅炉厂有限公司600MW等级超超临界Π型锅炉方案简介
上海锅炉厂有限公司600MW 等级超超临界Π型锅炉方案简介丘加友徐雪元杨震张建文王正光蔡宏彭玲（上海锅炉厂有限公司，上海200245）Brief introduction on Π-type ultra-supercritical boiler of 600MWQiu Jiayou, Xu Xueyuan, Yang Zhen, Zhang Jianwen, Wang Zhengguang, Cai Hong, Peng lingShanghai Boiler Works Co. Ltd.摘要：本文对上海锅炉厂有限公司600MW 等级超超临界Π 型锅炉方案进行了简要介绍，主要包括锅炉的技术规范，总体布置，受压件设计，燃烧系统设计，空气预热器设计等。
关键词：超超临界600MW Π型锅炉系统Abstract: This paper briefly illustrates the design of 600MW ultra-supercritical two pass boiler by Shanghai Boiler Works Co. Ltd., including technical specification, general outlet, design of pressure parts, design of combustion system, design of air-preheater and others. Key words: 600MW ultra-supercritical，two pass boiler，system1 锅炉的主要技术规范本方案锅炉为600MW 等级超超临界参数变压运行螺旋管圈直流炉、一次再热、单炉膛、平衡通风、运转层以上露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π 型锅炉。
1.1 锅炉设计容量和参数名称单位BMCR BRL过热蒸汽流量t/h 1810 1724过热器出口蒸汽压力MPa(g) 29.15 29.04过热器出口蒸汽温度℃605 605再热蒸汽流量t/h 1529 1460再热器进口蒸汽压力MPa(g) 6.15 5.87再热器出口蒸汽压力MPa(g) 5.96 5.68再热器进口蒸汽温度℃369 360再热器出口蒸汽温度℃603 603省煤器进口给水温度℃295 2921.2 设计条件煤种为国内典型烟煤。
运行中回转式空气预热器的火灾预防与控制
（ 上 接 第 ２ ８ ０ 页 ） 焰的 距离与范围； ②调节火灾报 警探头
的安装位置， 使其垂直向下对准空预器的转子， 以增 加其监测的深度。另外在锅炉点火投油燃烧期间， 一定要加强对空预器的就地监测和对火灾报警系统
３ 对空预器灾的正确判断
根据理论计算与一般的分析， 空预器的最初着 火点发生在换热元件的中间部分， 而不是在温度最 高的热端部分， 所以当火灾初发生时， 很难从温度 的异常升高来判断， 这时布置在空预器内部的火灾 报警装置的探头也难于发现火警， 原因是其距离热
端换热元件的最上部分大约有５ ０ ０ － － ６ ０ ０ ｍ ｍ， 由于
Ｖｏ ｌ ． １ ８ Ｎｏ ． ４ ２ ０ ０ ３
（ Ｓ ｕ ｍ． ６ ５ ）
运行 中回转式空气预热器的火灾预防与控制’
刘 俊１
（ １ ． 山西阳光发电有限责任公司， 山西 平定 ０ ４ ５ ２ ０ ０ ）
Ｔ ｈ ｅ Ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ａ ｌ ｆ ｏ ｒ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｉ ｒ ｅ Ｄ ｉ ｓ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｏ ｔ ａ ｒ ｙ Ｔ ｙ ｐ ｅ Ａ ｉ ｒ ｈ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ
是
否
２ 防止和控制空预器火灾的措施
锅炉空预器的着火是 由于可燃物的附着而引 起， 所以控制与防止空预器着火的主要措施就是控
设置火灾报警系统 设置换热元件的冲洗水系统
设置转子的停车报警系统
是 是 是
是 是
否
制与减少这些附着物， 在已产生附着物时还应采取 措施清除， 以避免发生火灾。 ａ ． 保证空预器转子波形换热元件表面的清洁 和干净。运行中的空预器要保持吹灰器的正常使 用， 严密监视烟、 风侧的差压变化情况， 在差压出现 持续变大以及波动的情况下应投人吹灰器进行连 续不断的吹扫， 吹扫无效时， 要使用专用的清洗水 装置进行清洗， 不具备运行中清洗的电厂， 要安排 在最近一次的检修停运 中进行专门的冲洗。经过 检修的空预器一定要彻底进行清洗， 并经过严格的 检验， 合格后方可投入运行。 ｂ ． 确保锅炉燃烧的完全与正常。运行中的锅 炉应维持尾部烟道具有一定比例的氧量， 控制进人 尾部及空预器的可燃物体。发生灭火及爆燃后， 一 定要经过充分的合适风量的通风吹扫， 重新点火之 前应先对空预器进行蒸汽吹扫。 ｃ ． 在投人油枪进行点火、 以及低负荷助燃时， 要确保投人的油枪燃烧正常， 不得反复进行点火， 点火初期的锅炉也不得重复灭火。严格控制燃油 系统设备的完好， 确保设备的正常使用。 ｄ ． 在锅炉点火以后要立即投人蒸汽吹灰器进 行连续不断的吹扫， 在启动的初期不能利用主气源