燃气轮机联合循环机组余热锅炉的改造.pdf

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1、收稿日期：2005-05-23作者简介：陈巍(1968)，男，高级工程师，四川锅炉厂设计二处副处长。罗诚(1965)，男，高级工程师，四川锅炉厂设计二处处长。第 19 卷第 4 期东方电气评论Vol.19 No.42005 年 12 月DONGFANG DIANQI PINGLUNDec.2005文章编号：1001-9006(2005)04-0207-03燃气轮机联合循环机组余热锅炉的改造陈巍，罗诚(四川锅炉厂，四川 成都 610401)摘要：通过分析燃气轮机联合循环机组燃料以低价重油替代轻油后余热锅炉所存在的问题，提出改进的措施以及改造后的效果。图 1 表 3关键词：燃气轮机联合循环机组；余

2、热锅炉；改造中图分类号：TM611.31；T229.92+9文献标识码：BRenovation on Waste-heat Recovery Boilerof Combined-cycle Gas Turbine UnitCHEN Wei，LUO Cheng(No.2 Design Dept.,Sichuan Boiler Works,Chengdu,Sichuan 610401)Abstract：The problems resulted from substituting light diesel with low-cost heavy oil for combined-cycle gas

3、 turbineunit are listed,the measures for solution of the problems and the effects of such renovation are presented.Key words：Combined-cycle Gas Turbine Unit；Heat Recovery Boiler；Renovation引言燃气蒸汽联合循环发电以高效、调峰、清洁等众多优点，已成为当今首选的新型发电设备。但又因其较高的燃料成本，在我国发电行业广泛推广有一定的困难，为此，科研单位和燃机电厂对联合循环中以低价重油替代轻油技术进行了多方面的研究，近

4、年来随着国际油价上涨，促使我国燃机电厂加快了“以重代轻”的步伐，并取得了十分明显的效益。燃机电厂轻油改烧重油后，除了增加重油处理设备和对燃机进行适当改造外，还需对余热锅炉受热面进行必要的调整。本文就燃机轻油改烧重油后余热锅炉产生的问题，并结合深圳美视电厂PG6531B 型燃机余热锅炉的成功改造作一介绍。深圳美视电厂的 1#燃气蒸汽联合循环采用的是南京汽轮机厂生产的 PG6531B 型燃气轮机和哈尔滨 703 研究所及哈尔滨锅炉厂联合设计制造的Q377/536-62(8.2)-3.82(0.2)/445(133)型 余 热锅炉。锅炉型式为卧式烟道、翅片管受热面、双压、自然循环水管锅炉。设计燃料为

5、轻油，在环境温度为 15 时主蒸汽设计参数为 62 t/h、3.82 MPa、图 1445。该电厂为降低燃料成本，将燃机轻油改烧重油，但之后锅炉蒸汽产量却下降至 53 t/h 左右，加上结构上所存在的问题，已严重影响锅炉的连续运行，造成了电厂发电效率降低。为此，深圳美视电厂特委托四川锅炉厂进行锅炉改造的可行性分析，提出改造方案、施工设计和改造。改造后的锅炉于2002 年 5 月 30 日投运，锅炉蒸汽产量提高了 7 t/h左右。改造工程的成功，为电厂创造了较大的经济效益。1燃机轻油改烧重油后余热锅炉存在的主要问题1.1锅炉蒸汽产量下降由于燃机轻油改烧重油后，锅炉各受热面出口温度偏高，窄点温差明

6、显偏大和排烟温度明显偏高。显然，锅炉受热面不足是导致锅炉蒸汽产量下降的主要原因。锅炉蒸汽产量降低，并造成锅炉出力与汽轮机能力的不匹配，整个蒸汽发电系统效率降低。1.2受热面污染严重由于燃机改烧重油后，其排烟的含尘量大大增加，再加之按轻油设计的受热面鳍片节距较小，故而燃机燃用重油后受热面积灰现象十分严重。1.3腐蚀问题由于重油硫含量较高，烟气露点温度也相应提高，造成低温腐蚀。省煤器管屏出现泄漏，尤其是烟道下部管子弯头处，已多次出现泄漏。2改造方案根据以上所述燃机轻油改烧重油后，余热锅炉主要存在的问题，在锅炉改造过程中主要采取以下措施予以解决。2.1增加锅炉受热面该燃机余热锅炉为双压卧式自然循环型

7、式。烟气通道截面为 7 800 mm 3 730 mm，顺烟气流动方向依次布置有 2 组过热器管屏，7 组中压蒸发管屏，4 组省煤器管屏及 3 组低压蒸发管屏共 16 组管屏。通过详细的计算并考虑增加受热面后布置的可能性，中压蒸发管屏增加了 1 组管屏，省煤器增加了 2 组管屏，其余部分不变。省煤器增加的 2 组管屏布置在省煤器与低压段管束之间，给水位置作相应调整。中压蒸发管束和省煤器之间增加 1 组中压蒸发管屏(见图 1)。为满足水动力要求，增加的 1208东方电气评论第 19 卷改造前15.51.04.50.8Al改造后161.25FT13表 1螺旋翅片管改造前后结构尺寸mm名称翅片高度翅

8、片厚度翅片节距翅片材料日期过热器进口烟温/538542546543高压蒸发器进口烟温/449452453457省煤器进口烟温/255257257258低压蒸发器进口烟温/195194190194锅炉排烟温度/170168170172锅炉主汽流量/th-160.360.059.859.02002.6.022002.6.152002.8.012002.9.13汽机负荷/MW12.812.612.512.7日期过热器进口烟温/542540543539高压蒸发器进口烟温/460456459458省煤器进口烟温/258255256258低压蒸发器进口烟温/190188189190锅炉排烟温度/19018

9、8189190锅炉主汽流量/th-15452.65252.7汽机负荷/MW11.511.611.911.52002.4.212002.5.012002.5.052002.5.10表 3锅炉改造后的机组参数表 2锅炉改造前的机组参数组管屏的上集箱增加 7 根连接管与原中压蒸发器 7组管屏上集箱连接，形成互通。2.2解决锅炉受热面的积灰和腐蚀问题为减轻锅炉受热面的积灰和腐蚀问题，参考国内外科研单位的试验研究数据，螺旋翅片管的设计采用适用于重油的结构尺寸和材质。具体尺寸改变见表 1。中压蒸发管屏、省煤器管束、低压蒸发管屏的螺旋翅片管均按以上数据进行调整，因过热器管屏的螺旋翅片管已符合燃用重油要求，因

10、此未作改动。2.3设计改进的措施燃用重油后，余热锅炉受热面因腐蚀等原因造成爆管泄漏，泄漏位置基本上集中在管屏下部管子与集箱连接的弯头部分。本次改造着重从两方面来解决，一是设计上弯头处采用 32 5 厚壁管接头；二是工艺上采取措施，厚壁管接头与翅片管的对接焊缝采用氩弧焊缝工艺，并进行 100%射线探伤，为消除焊接应力，管屏组装后对对接焊缝及角焊缝进行整体处理。2.4锅炉改造的效果该锅炉于 2002 年 5 月 30 日完成安装并投入试运行。为了比较清楚地分析此次锅炉改造的效果，深圳美视电厂整理了二组数据，表 2 和表 3 分别为改造前后的机组参数。通过数据比较说明，本次锅炉改造不仅使锅炉能适应燃

11、机改烧重油的工况，而且大大提高整个燃气蒸汽联合循环发电效率，节约了燃料成本，经济效益十分显著。3结语通过对燃机轻油改烧重油后余热锅炉产生的问题和原因分析给出了解决问题的措施；并通过对深圳美视电厂的成功改造实例，可以得出如下结论：(1)燃机轻油改烧重油后余热锅炉必须进行相应的技术改造。(2)燃机轻油改烧重油后余热锅炉的技术改造应根据燃机排汽参数的变化情况，并结合锅炉的实际运行状况和设计结构来进行。若能同时对燃机进行相应的技术改造，联合循环各部分将匹配得更好。(3)燃机轻油改烧重油后余热锅炉的改造取得相当大的经济效益。参考文献：1焦树建.燃气蒸汽联合循环M.机械工业出版社，2000.2陈起铎，等.燃气轮机余热锅炉的设计特点J.热能动力工程.1995,(5).3叶建飞，等.PG9171E 燃气轮机余热锅炉的改造设计J.热能动力工程,1998,(4).4叶建飞，等.PG9171E 燃机余热锅炉的改造计算与改造效果J.锅炉技术,2001,(3).第 4 期陈巍等：燃气轮机联合循环机组余热锅炉的改造209