高熱再熱器

硅晶膠絕熱涂層及藍(lán)泥技術(shù)在火電廠上應(yīng)用

專用于再熱器過熱器氣固分離器壁溫控制與調(diào)節(jié)

高再超溫控制少補水節(jié)能技術(shù)

一：概述

我國是世界上使用鍋爐多的，特別是隨近年火力發(fā)電廠大型化的投入及國內(nèi)環(huán)保節(jié)要能要求的不斷提高，燃煤鍋爐的熱交換經(jīng)濟(jì)性較過去提出了更高的要求。其中汽輪機的排汽做功及再熱器過熱器吸熱屬首當(dāng)其沖。據(jù)中科院資料：再熱器過熱器吸熱量占電廠工質(zhì)總吸熱量的 50%。由此可知如何把再熱器過熱器“壁溫”度控制在好狀態(tài)才是汽輪機等效焓降法做功首要條件。其次像循環(huán)流化床氣固分離器殼溫?fù)p失等也受到專家關(guān)注，也是我國當(dāng)今電站煤粉鍋爐節(jié)能技術(shù)研究的一大內(nèi)容。早在六十年代，西方就將“ 壁溫控制”技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用當(dāng)著主要課題研究。綜述現(xiàn)有采用常規(guī)“噴減溫水”技術(shù)在一定種程度上都存在相當(dāng)大的缺陷。下面介紹連云港晟源科技有限公司開發(fā)的“硅晶膠絕熱涂層及藍(lán)泥技術(shù)”在火電廠專用于再熱器過熱器氣固分離器壁溫控制與調(diào)節(jié)上應(yīng)用及技術(shù)特點。

二：技術(shù)簡介

我公司生產(chǎn)高溫隔熱防磨抗腐硅晶膠涂層及耐高溫藍(lán)泥材料，采用先進(jìn)的工藝與技術(shù)精制而成，各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) CB-4653-84 的要求，具有隔熱性高，涂層粘結(jié)牢固，防磨防腐，耐急冷熱，節(jié)能效果好，使用壽命長等特點?？朔藝鴥?nèi)某些同類產(chǎn)品節(jié)能效果不明顯，容易脫落、開裂缺點等。防磨防腐隔熱硅晶膠層及藍(lán)泥料廣泛應(yīng)用在以煤、電、氣為能源的工業(yè)設(shè)備上，以達(dá)到節(jié)約能源和延長設(shè)備使用壽命的目的， 主要用在：

1：大型發(fā)電廠再熱器過熱器壁溫調(diào)節(jié)之用

2：大型鍋爐爐膛內(nèi)爐溫火焰偏燃調(diào)節(jié)規(guī)整之用

3：大型輸送熱能管道途中熱損耗里外隔傳節(jié)能之用

4：大型各種容器內(nèi)外熱源散發(fā)及加熱隔絕保溫之用

5：大型旋風(fēng)分離器殼體變形及溫度調(diào)控節(jié)能之用。

6：鍋爐外墻溫度隔絕保溫節(jié)能之用。

高再超溫控制少補水節(jié)能技術(shù)

高再超溫控制少補水節(jié)能技術(shù)

氣回分離器表面溫控節(jié)能技術(shù)

容器設(shè)備內(nèi)外溫度調(diào)控技術(shù)

高溫高壓管道表面溫控節(jié)能技術(shù)

高再超溫控制少補水節(jié)能技術(shù)目前措施

氣固分離器殼溫?fù)p失至現(xiàn)在無有方法控制壁溫，浪費了無法估算的資源。

高再超溫控制少補水經(jīng)濟(jì)損失分析

1.因為噴水進(jìn)入再熱器后，增加了汽機中、低壓缸的出力，在機組負(fù)荷不變的情況下勢必減少高壓缸出力，這就等于以部分低壓蒸汽循環(huán)代替了部分高壓蒸汽循環(huán)，因而必然導(dǎo)致機組熱經(jīng)濟(jì)性的下降

2.再熱循環(huán)可提高機組循環(huán)效率，但使汽輪機的結(jié)構(gòu)及熱力系統(tǒng)復(fù)雜化，從經(jīng)濟(jì)性與必要性考慮，一般超高壓以上鍋爐才裝有再熱器。

3.大型國產(chǎn)鍋爐通過采用高低壓旁路系統(tǒng)保護(hù)再熱器，回收工質(zhì)，而進(jìn)口大型鍋爐則是控制爐膛出口煙氣溫度來實現(xiàn)保護(hù)再熱器，用 5％旁路使參數(shù)快速達(dá)到汽輪機沖轉(zhuǎn)參數(shù)和使工質(zhì)得到回收。但實際運行結(jié)果表明，再熱器管子氧化加快，存在爆管漏泄隱患。

4.燃燒器調(diào)整不當(dāng)，造成火焰中心上移或燃燒偏斜，使燃燒器工況惡化，火焰中心上移；煤粉燃燒行程加長，使?fàn)t膛出口煙溫升高，加大超溫的幅度；同層燃燒器各角一次風(fēng)口風(fēng)速不均勻，同層給粉機轉(zhuǎn)速不均勻等造成燃燒偏斜，使?fàn)t膛出口煙道溫度場和速度場分布不均，加大局部超溫的可能性。

5.為了防止低溫腐蝕與結(jié)焦現(xiàn)象。國內(nèi)有好多電廠提高再熱系統(tǒng)換熱系數(shù)運行，可又大幅增加再熱減溫水量，同樣更造成汽輪機熱經(jīng)濟(jì)性明顯下降。

運行人為“惡意”調(diào)整。強行降低汽源溫度及流量壓力等。主要是考慮安全因素，這樣雖控制了壁溫不超標(biāo)，但再熱器、過熱器的出力降低好多。同時還要留有相當(dāng)大安全裕量，這樣不但造成系列化的損失，還給運行工人帶來相當(dāng)大的繁瑣工作。根本不符合設(shè)備運行規(guī)程。據(jù)調(diào)查國內(nèi)有相當(dāng)多電廠采用此方法。

表一 300MW 機組參數(shù)變化對經(jīng)濟(jì)性的影響(額定工況)

表二  600MW 機組參數(shù)變化對經(jīng)濟(jì)性的影響(額定工況)

表三  1000MW 機組參數(shù)變化對經(jīng)濟(jì)性的影響(額定工況)

硅晶膠絕熱涂層及藍(lán)泥應(yīng)用實例

三：技術(shù)特點

（1）耐高溫隔熱保溫硅晶膠涂層具有紅外熱能輻射和屏蔽熱量傳導(dǎo)諸多特點，其突出性能優(yōu)于其他絕熱材料 8－10 倍。

（2）耐高溫隔熱保溫硅晶膠涂層可應(yīng)用于在體積、重量上受到限制的各種場所（經(jīng)認(rèn)可）1mm 厚的熱輻射率約達(dá)到 90%-95%，相當(dāng)于 10mm 厚的 R 值為 20 的聚苯乙烯泡沫塑料。

（3）耐高溫隔熱保溫硅晶膠涂層具有防潮、防水汽的明顯功能，可阻礙水汽冷凝，可防止被絕熱體表面的氧化（如鋼管、鍋爐等），同樣重要的是，在接觸到潮濕環(huán)境時其隔熱性能不會下降。

（4）耐高溫隔熱保溫硅晶膠涂層具有增加熱阻、使材質(zhì)增加受壓安全裕量。

四、產(chǎn)品型號

五：技術(shù)指標(biāo)

藍(lán)泥（SIRPLAST PH 70 MU）特性及參數(shù)

(化學(xué)分析) 標(biāo)準(zhǔn)/方式 單位 標(biāo)準(zhǔn)值

Al2O3 XRF % 73

SiO2 XRF % 19

P2O5 XRF % 3

Fe2O3 XRF % 1

（物理特性） CCS ℃ MPA

冷壓應(yīng)力

300℃烘銬 24 小時 PRE/R27 MPa 35

1500℃烘銬 5 小時 PRE/R28 MPa 55

線性變化

1500℃烘銬 5 小時 PRE/R28 % 0.2

800℃時熱傳導(dǎo) ASTMC-417 W/mK 1.82

1000℃ASTMC-417 W/mk 1.74 1200℃ ASTMC-417 W/Mk 1.7o

六：效益計算

1、國安安徽淮北 N300MW 機組改造后的實測結(jié)果及分析

改造于 2014 年年 6 月實施，7 月開始運行，并進(jìn)行了各種出力、各種工況的試驗。實測的結(jié)果及分析如下：

1.1 高溫再熱器第 30～37 屏出口壁溫已大幅度下降，尤其是第 35～37 屏由于包覆絕熱材料下降了 40～51℃。各屏再熱器出口壁溫顯示基本上控制在 570℃以下，達(dá)到了預(yù)期的效果(見圖 4)。

1.2 再熱器減溫水量已由原來的 31.9t/h 減為目前的 14.6t/h(平均值)。現(xiàn)在所用的減溫水不再是用來防止管壁局部超溫，而是用來防止因加長受熱面過多而引起的再熱汽溫超限。

1.3 原來主蒸汽溫度與再熱器出口壁溫兩者之間難以同時兼顧。為了防止再熱器管壁超溫不得不使燃燒器下擺從而抑制了主蒸汽溫度。改造后主蒸汽溫度不再受其限制，由原來的 534℃提高到 538℃。

2、 經(jīng)濟(jì)效益分析

改造后再熱器噴水量平均減少 17.3t/h，相應(yīng)的機組煤耗約降低1.4g/(kW.h)，按年發(fā)電量 35 億 kW.h 計算，節(jié)約標(biāo)煤 4900t，標(biāo)煤價格按 300元/t 計算，則每年節(jié)約費用 147 萬元；過熱汽溫平均提高 4℃，使機組煤耗降低約 0.25g/(kW.h)，則每年節(jié)約費用 26.25 萬元；而再熱器阻力增加 11kPa，使汽輪機熱耗增大約 0.03146%，則每年影響機組經(jīng)濟(jì)性約 3.3 萬元。綜合考慮這 3者因素，每年產(chǎn)生總的經(jīng)濟(jì)效益為 170 萬元。

如按每年少爆管 1 次來計算，可避免機組啟停燒輕油 150t，計 30 萬元；搶修 6 天，發(fā)電利潤為 648 萬元。這樣，共可避免損失 678 萬元。

3 結(jié)論

a) 造成淮北電廠 1 號高溫再熱器管壁局部超溫的主要原因是：切圓燃燒方式所引起的煙氣側(cè)煙溫和煙速的偏差，以及再熱器進(jìn)口集箱三通附近存在渦流區(qū)。上述 2 個因素造成管屏間的吸熱偏差和蒸汽流量偏差。

b )CE 公司的蒸汽旁路改造沒有取得預(yù)期效果的主要原因是其計算方法不夠準(zhǔn)確，沒有考慮墻式再熱器的吸熱量較小以及進(jìn)口集箱三通渦流區(qū)的影響。

c)加節(jié)流圈和局部保溫改造后，高溫再熱器第 30～37 屏的出口溫度已大幅度下降。其中節(jié)流圈因素使溫度下降至少 10～15℃。這說明如不加保溫單用節(jié)流圈也能達(dá)到改造要求。改造后再熱器管壁溫度能控制在 570℃以下，提高了機組的運行可靠性。

d)改造后使原來主蒸汽溫度與再熱器出口壁溫之間難以兼顧的問題得到了解決。

e)在直接經(jīng)濟(jì)效益方面，由于再熱器噴水的減少和主蒸汽溫度的提高，機組煤耗可降低約 1.6g/(kW.h)?？鄢蚬?jié)流圈使再熱器阻力增加 11kPa 而造成的熱耗增加后，總的經(jīng)濟(jì)效益每年可節(jié)約 170 萬元。

七：施工說明

涂刷應(yīng)先將物件內(nèi)壁表面灰塵、焦渣、油污及疏松物清掃干凈。

施工前將涂料充分?jǐn)嚢杈鶆?，直到無沉淀和塊狀為止，在常溫下均勻地刷涂或噴涂在物件表面。

該涂料宜刷（噴）涂二遍，涂履厚度為0.8-1.3mm,總厚度為1.5-2.0mm。（根據(jù)用戶需要，總厚度可加厚為 2.0mm-3.5mm）。施工完畢后自然干燥 24 小時。采用 25kg 鐵桶標(biāo)準(zhǔn)包裝，常溫下室內(nèi)儲存，保存期為 10 個月至 12 個月。

藍(lán)泥材料（用于過熱器受熱面覆蓋）

1、施工簡單，安全、時間短。不像噴涂施工那樣需要 施工簡單，安全、時間短。 繁雜沉重的施工設(shè)備，適合長距離快捷施工。 繁雜沉重的施工設(shè)備，適合長距離快捷施工。

 2、施工不受天氣、空氣濕度等的影響，較為方便。 施工不受天氣、空氣濕度等的影響，較為方便。 

3、無需對壁管表面進(jìn)行處理，施工不損傷基材，不改 無需對壁管表面進(jìn)行處理，施工不損傷基材， 變基材的材質(zhì)，不會導(dǎo)致基材熱變形。變基材的材質(zhì)，不會導(dǎo)致基材熱變形。 4、可在水冷壁管上做到任何高度，而在壁管前側(cè)厚度 可在水冷壁管上做到任何高度，這是一般非金屬防磨材料所不能達(dá)到的。這是一般非金屬防磨材料所不能達(dá)到的。 

5、藍(lán)泥施工面做成隨壁管形狀波動的起伏狀，藍(lán)泥上 藍(lán)泥施工面做成隨壁管形狀波動的起伏狀，沿做成小的平臺，在此形成積灰，使從上而下的煤粉在此形 沿做成小的平臺，在此形成積灰， 成軟著陸，從而大大減少磨損的發(fā)生。成軟著陸，從而大大減少磨損的發(fā)生。 6、使用藍(lán)泥在爐膛內(nèi)做防磨梁式施工，可有效保護(hù)防 使用藍(lán)泥在爐膛內(nèi)做防磨梁式施工， 磨梁下部的水冷壁管不受或延緩煤粉沖刷，磨梁下部的水冷壁管不受或延緩煤粉沖刷. 

7、采用藍(lán)泥施工，如有需要，每年可隨停爐檢修作適 采用藍(lán)泥施工，如有需要，當(dāng)修補，從而大大延長防磨周期，并且修補費用十分經(jīng)濟(jì)。當(dāng)修補，從而大大延長防磨周期，并且修補費用十分經(jīng)濟(jì)。

八：技改須知

高熱再熱器隔熱涂層參數(shù)表