北方联合电力有限责任公司达拉特发电厂（以 下简称达电）600 MW机组锅炉为亚临界、单炉膛、 一次中间再热、平衡通风、固态排渣锅炉，Π 型紧身 封闭布置，全钢架悬吊式结构，四角切向燃烧。锅 炉采用摆动式燃烧器调温。制粉系统采用正压直 吹式制粉系统，配6台HP1003型中速磨煤机。锅炉 设计参数见表 1所示。

表 1(Table 1)

表 1 锅炉主要设计参数

表 1 锅炉主要设计参数

为提高一、二次风冷风温度并防止空预器低温 腐蚀，在空预器入口一、二次风道内各装设了暖风 器。暖风器为表面式汽—气热交换器，由直鳍片管和蒸汽进出口联箱为一体的加热器、进汽及疏水管 道等组成，四层结构、错层布置，换热管之间的间隙 较小。单侧一、二次风暖风器分别由4、6组组件组 成，水平固定布置。当冷风温度低于20 ℃或空预器 冷端平均温度低于70 ℃时，暖风器投入运行。空预 器设计参数见表 2。

表 2(Table 2)

表 2 100%ECR工况下空预器设计参数

表 2 100%ECR工况下空预器设计参数

由于鳍片式暖风器换热管之间的间隙较小，空 气中携带的沙尘及风机轴承漏油产生的油污，在经 过暖风器时，沉积在鳍片之间极易造成堵塞，见图 1。

图 1(Figure 1)

图 1 暖风器鳍片之间的污物情况

暖风器换热组件为水平布置，且换热管较细。 在进汽流量较大时疏水不能及时排出，易造成系统 振荡或设备损坏；在暖风器投停切换、机组低负荷 运行或环境温度不太低的情况下，由于进汽量少， 水平布置的暖风器换热组件内积水无法排尽，容易 结冰，造成管道冻裂，导致系统整组解列。改造前， 鳍片式暖风器因换热面冻裂已不能投运，且因阻力 大已将部分换热组件割除。

针对上述问题，决定将原鳍片式暖风器改造为 新型旋转式暖风器。 3 旋转式暖风器结构及特点

新型暖风器为可旋转表面式汽—气热交换器， 采用螺旋管换热器，双层结构、错层布置，换热管之 间间隙较大。暖风器由直螺旋管和蒸汽进出口联 箱为一体的加热器、前后封板、旋转执行机构等组 件组成。进汽部分的密封通过旋转接头内的密封 圈来实现；为防止变形，设有加固装置。加热器前 后侧通过旋转轴连接在前后封板上，前后封板四周 以螺栓与风道法兰固定，每块加热器之间的缝隙通 过密封连接板密封^[1]。

单侧一、二次风暖风器分别由3、4组组件组成， 每组组件都可以独立旋转。为了方便疏水，暖风器 水平布置在垂直的风道上，与水平面夹角为5°。旋 转式暖风器主要设计参数^[1]见表 3。

表 3(Table 3)

表 3 旋转式暖风器主要参数

表 3 旋转式暖风器主要参数

旋转式暖风器正常投运后，空预器入口的送风 温度可达到设计值23～28 ℃（见表 4），避免了较低 温度的冷风进入空预器，空预器冷端传热元件壁温得以提高，降低了低温腐蚀的可能性，同时避免了 空预器冷热端温差大造成的动静摩擦。旋转式暖 风器运行2 a中，未发生因冷热端温差大造成的空预 器动静摩擦而限负荷的情况，检修中也未发现冷端 传热元件有低温腐蚀倾向。

表 4(Table 4)

表 4 暖风器改造前、后空预器入口送风温度比较

表 4 暖风器改造前、后空预器入口送风温度比较

当环境温度升高时，旋转式暖风器的换热组件 可以切换至垂直位置退出运行，一方面可以避免暖 风器换热组件堵塞、风机出力受限或因堵塞而产生 的喘振等问题，另一方面也可避免因暖风器本身阻 力而造成的风压损耗，降低风机耗电量。

因改造中未进行空预器更换换热元件及冲洗 操作，故在参数比较时设定空预器阻力在暖风器改 造前、后无变化。 4.2.1 空预器一次风侧阻力、一次风机电流^[2]

改造前、后空预器一次风侧阻力（包含空预器 及暖风器）及一次风机电流变化对比见表 5。

表 5(Table 5)

表 5 改造前、后空预器一次风侧参数变化

表 5 改造前、后空预器一次风侧参数变化

从表 5可以看出，改造后空预器一次风侧阻力 由2.62 kPa降至1.51 kPa，下降了1.11 kPa；一次风 机电流下降了18 A。可见，改造前暖风器阻力比较 大，改造后风道阻力明显下降，一次风机出力得到 提高。 4.2.2 空预器二次风侧阻力、送风机电流^[2]

改造前、后空预器二次风侧阻力（包含空预器 及暖风器）及送风机电流变化见表 6。改造后从表 6 可以看出，空预器二次风侧阻力由1.0 kPa降至0.42kPa，下降了0.58 kPa；送风机电流下降了2 A。

表 6(Table 6)

表 6 改造前、后空预器二次风侧参数变化

表 6 改造前、后空预器二次风侧参数变化

锅炉在冬季停运时，一般采用带压放水干式保 养法，但受热面U形管内仍有积水排放不尽。冬季 时，室外的冷空气会由风机叶片、挡板、风门等不严 密处漏入炉内，当受热面管壁温度<10 ℃时投入暖 风器运行，保持适量的二次风通过暖风器加热后进 入炉膛，有利于锅炉防冻保养，也有利于点火时燃 料着火，提高锅炉的启动速度。 5 暖风器运行中容易发生的问题及处理

5.1 系统振荡^[3]

暖风器运行时，系统内易发生汽水震荡，导致 进汽管与进汽集箱的连接法兰垫损坏、漏汽，管道 震动剧烈。分析原因认为：一是由于进汽量过大； 二是疏水不畅。通过多次试验，认为加粗疏水管及 开大疏水门，保持进汽、疏水畅通，同时控制暖风器 出口风温、调整供汽量，可以解决上述问题^[4]。 5.2 换热组件结冰冻裂

暖风器换热组件容易发生结冰冻裂，主要原因 是疏水不彻底。低负荷时一、二次风风量较低，需 要的蒸汽量较少，从而换热组件内的蒸汽通过量 小；而由室外进来的冷风温度较低，如果疏水不畅， 会导致换热组件管内蒸汽流动缓慢，蒸汽还未流出 换热组件就在组件内凝结成水、进而结冰，冻裂换 热面。在暖风器投停切换操作中更容易发生类似 问题。

旋转式暖风器在设计上采用与水平面倾斜5° 的布置方式，从结构上较好地解决了换热组件内积 水的问题。在运行中应保证疏水畅通，控制好进汽 量、疏水与进汽的先后顺序等。 5.3 旋转时卡涩沉重

随着环境温度升高，旋转式暖风器需要退出运 行，此时需将暖风器换热组件旋转至垂直位置。由于处于风道内的暖风器换热组件与处于风道外的 进汽管道之间存在一定的温差，造成二者膨胀量不 同，从而使处于两者之间的旋转接头卡涩严重，导 致暖风器旋转困难。这时，需要将旋转接头的螺栓 松开，暖风器旋转到位后再适当调整进汽管高度， 将旋转接头螺栓锁紧，即完成了旋转操作。 6 经济效益

暖风器改造后的经济效益在每年5—10月机组 运行高峰阶段且暖风器退出运行期间最为显著^[4]。 改造后，同负荷下（达到85%以上），一次风机电流较 改造前下降18 A，可节约电量约265 kWh/h，6个月 可节电1140 MWh；上网电价按0.32元/kWh计算，折 合人民币36.48万元。同负荷下，送风机电流较改 造前下降2 A，6个月可节电约127.2 MWh，折合人民 币4.07 万元。二者每年共可节约人民币40.55 万 元。其他间接的经济效益也很可观。 7 结束语

达电600 MW机组锅炉暖风器改造后经过2个 冬季的运行，锅炉的运行及停炉保养条件得到了很大的改善；彻底解决了因冷端温度低造成的空预器 动静摩擦而引起的限负荷及阻力大造成的风机失 速抢风问题；暖风器系统故障率2 a为0，系统震荡 鲜有发生，未出现堵塞及冻裂等情况；空预器一、二 次风侧阻力明显下降，风机的出力明显提高，增强 了机组的带负荷能力，降低了机组的厂用电率，改 造效果良好。