1、前言
    復合相變換熱器技術在25t/h、35t/h和40t／h循環(huán)流化床鍋爐上均已取得成功的應用，并實現(xiàn)受熱面最低壁溫可調可控，即使鍋爐低負荷運行也能將受熱面最低壁溫控制在較高水平。這不僅降低了排煙溫度，節(jié)能效果顯著，還保證了設備的安全可靠運行。但在其它爐型，如在鏈條爐上的應用是否也能得到如此顯著的效果呢？我們在九江某化纖廠一臺35t/h拋煤機鍋爐空預器上進行了改造實踐。
    該廠35t/h拋煤機鏈條爐（1號爐）于1982年投入運行，至今已服役20年，其空預器原設計為上下兩段，上段為立管式，下段為臥管式。下段因低溫結露腐蝕嚴重并伴隨磨損和堵灰發(fā)生，運行不久就被改為立管式，并加大了管徑以防止灰堵。即使這樣，兩年左右就因腐蝕漏風和堵灰而不得不更換下段。檢查上段還發(fā)現(xiàn)，列管的下部也有少量的腐蝕穿孔，經(jīng)分析是下段漏風后上段進口風溫過低所至。
    該爐設計排煙溫度159℃，空預器下段橫改立后排煙溫度163℃。查看鍋爐運行記錄發(fā)現(xiàn)排煙溫度在120。C左右，而熱風溫度卻僅達1300℃，比設計值低約10℃。不難看出空預器存在大量的漏風。
2、改造方案
    由于原空預器下段壁溫較低，經(jīng)常處于結露區(qū)而遭到煙氣的腐蝕，在低負荷下運行時尤甚，因此將該段改為抗腐蝕能力強的復合相變換熱器。為了將熱風溫度提高至145℃，并把排煙溫度降至120℃，還需增加部分受熱面，同時設置水調節(jié)裝置以吸收，富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料。
    從多年的運行經(jīng)驗來看，在正常情況下上段是不結露的，經(jīng)計算其最低壁溫不到90℃，因此我們將最低壁溫控制在90℃以上是安全的。由壁溫信號來控制調節(jié)水管道上的調節(jié)閥，以控制受熱面的最低壁溫始終在90℃以上。
    對空預器的改造設計不能僅對需要改造的下段進行計算，因為下段的改造勢必引起上段煙氣和空氣平均溫差的改變，從而導致整個傳熱計算的錯誤，所以必須對空預器進行整體計算。我們把整個空預器統(tǒng)稱為復合相變換熱器，仍將其分為上、下兩段，上段為原立管式結構，下段稱相變段（包括水調節(jié)裝置）。表1為以90℃壁溫（在鍋爐70%負荷以上）為設計參數(shù)所得的復合相變換熱器設計參數(shù)。
    結構設計必須克服沒有足夠的安裝位置和鼓風機風壓備量不足的困難。為此我們針對現(xiàn)有條件將相變段分為上下兩部分，上段置于原下段處，下段置于煙氣道上，將上、下段及水調節(jié)裝置以管道相通，其結構如圖1。考慮到煙氣中飛灰含量較多，在相變段下段裝設低頻聲波吹灰器，進行定時除灰。空氣道和煙氣道均沒做大的改動，冷風從原風管直接進入相變段上段，加熱后進入空預器上段。
3、技改效果分析
    由九江科洋熱技術設備有限公司設計制造的復合相變換熱器于2001年10月投入使用。改造后的空預器（即復合相變換熱器）經(jīng)數(shù)月運行后，進行了熱工測試，其測試數(shù)據(jù)見表2。表中數(shù)據(jù)說明鍋爐負荷作較大范圍變化時，受熱面最低壁溫僅變化了7℃，熱風溫度也只有9℃的變化，在鍋爐負荷為25t/h，調節(jié)水流量減少到5. 9t/h，這時受熱面最低壁溫94℃，而排煙溫度僅111℃，相差15℃；鍋爐負荷40t／h時，調節(jié)水流量達12. 2t／h，受熱面最低壁溫101℃，排煙溫度124℃，相差23℃。以上數(shù)據(jù)說明：實際運行情況和設計指標基本吻合，實現(xiàn)了受熱面最低壁溫處于可調可控狀態(tài)的要求，取得圓滿成功。
    鍋爐排煙溫度由改造前的16 3℃下降到如今的12 0℃，被回收利用的這部分熱量其值為：6000（小時／年）x46000（標米s／時）×1.45（千焦／標米℃）×(163-120) ℃=l. 72xl010干焦／年=4.12xl09大卡／年
    以煤的發(fā)熱量5000大卡／公斤計，全年節(jié)煤量=4. 12×l09/ (0. 8x5000) =1030（噸／年）；以煤價265元／噸計，折合人民幣27.3萬元／年。而技改費用合計26萬元，不足一年即可收回投資。
4、結論
    利用復合相變換熱器技術對熱電聯(lián)產拋煤機鏈條爐進行改造的成功，再一次驗證了復合相變換熱器所特有的技術特性，即：(1)尾部受熱面的最低壁溫能夠實現(xiàn)整體可調可控，在鍋爐的負荷發(fā)生變化或需要重新設定最低壁溫時，可通過調節(jié)器，使空預器處于最佳工況；(2)受熱面最低壁溫不再是一個校核量，而作為一個基本設計變量出現(xiàn)在設計中；(3)在通常的壓降和經(jīng)濟性前提下，能將最低壁溫與排煙溫度之差有效控制在150℃~250℃之間；(4)該項技改的節(jié)能效果非常顯著，并且具有較短的投資回收期。對于煤價上漲的今天，復合相變換熱器的應用前景將更加廣闊。