主蒸汽参数对余热锅炉的影响

一、主蒸汽参数对锅炉负荷的影响

垃圾中含有氯、硫及碱金属元素等，燃烧后容易造成氯、硫化合气体腐蚀和低熔点碱金属盐熔融腐蚀。KAWAHARA Y等的研究表明：烟气中含氯量、烟气温度、管壁温度和管壁积灰程度共同决定管子的腐蚀速度,烟气中含氯量越高、烟气温度越高、管壁温度越高、积灰越严重, 管子的腐蚀速度越快。

目前,高温脱氯技术尚不成熟,因此余热锅炉防腐蚀主要从控制烟气温度、有效清灰和采用耐腐蚀材料等方面着手。从高温过热器腐蚀角度,主蒸汽温度越高,在设计阶段和运行阶段,高温过热器入口烟气温度控制值(允许最高值)越低。

二、主蒸汽参数与过热器传热特性

余热锅炉过热器布置在350〜650 L烟道处,烟气设计流速较低，传热系数较小,而过热器传热特性取决于温差和有效面积。在设计阶段, 假定高温过热器为顺流布置，传热系数不变,以主蒸汽参数为4.0 MPa,400 L且入口烟气温度为650 L时所需传热面积为基准传热面积(相对传热面积=某一负荷下所需传热面积/基准传热面积)，得到不同主蒸汽参数下高温过热器面积与入口烟气温度的关系(见图1)。

图1设计阶段人口烟气温度对高温过热器面积影响

由图1可知：在设计阶段,高温过热器传热面积随着入口烟气温度升高而减小;入口烟气温度相同时，主蒸汽温度越高，高温过热器所需面积越多;主蒸汽温度越高，高温过热器面积随入口烟气温度变化幅度越大。在运行阶段，过热器面积一定，过热器传热特性主要取决于温差，入口烟气温度越高，温差越大,则过热器吸热量增加。不同主蒸汽参数下高温过热器的相对热量与入口烟气温度的关系见图2,以主蒸汽参数为4. $ MPa、400 °C且入口烟气温度为650 L时吸热量为基准热量(相对热量=某一负荷下的热量/基准热量)。

图2运行阶段人口烟气温度对高温过热器吸热量影响

由图2可知：高温过热器吸热量随入口烟气温度升高而升高，并且主蒸汽温度越高吸热量增加幅度越大。高温过热器入口烟气温度选择过低会导致过热器面积大幅度提高，增加初期设备投资;另一方面，锅炉运行一段时间后有会不同程度的结焦和积灰，造成高温过热器入口烟气温度上升，高温过热器吸热量显著上升，容易出现汽温超温。

三、不同主蒸汽参数时锅炉运行范围

炉排额定负荷工况(MCR工况)是指在垃圾设计低位热值条件下，处理量达到设计值、热灼减率合格，并且锅炉保持连续稳定运行的工况。

不同主蒸汽参数时的余热锅炉过热器特性曲线见图3,AC段和DH段分别是减温水量最大(15%额定蒸发量，以质量流量计算)和无减温水时过热器所需吸热量,A-C-D-H-A区域为不同负荷下过热器所需吸热量;曲线DM-J-K为不同负荷下过热器与烟气之间传热量;M点为MCR工况。由图3可知：IG段传热量低于所需吸热量，无法把蒸汽加热到额定参数，降低了汽轮发电机组热效率;JK段传热量远高于所需吸热量，过热器容易发生超温和腐蚀爆管。

图3不同主蒸汽参数时的过热器特性曲线

不同主蒸汽参数时的余热锅炉建议运行负荷见表1

表1余热锅炉经济运行负荷范围