福建永安火電廠5#鍋爐是武漢鍋爐廠生產的高溫高壓固態排渣爐，型號為WG2-410/100-7型，采用“Ⅱ”型布置，分別由爐膛、水平煙道、尾部煙道三部分組成，單汽包自然循環全露天布置。下降管、爐室、過熱器、省煤器懸吊于爐頂構架上。
    省煤器的主要作用是利用鍋爐尾部低溫煙氣的熱量來加熱鍋爐給水，從而降低鍋爐排煙溫度、提高鍋爐熱效率、節約燃料消耗量。但是由于省煤器布置在鍋爐尾部的煙氣低溫區，因溫度降低而使煙氣攜帶的飛灰顆粒硬化，極易造成省煤器的磨損。所以防止省煤器的磨損是鍋爐檢修的主要工作之一。
    近幾年來，入爐燃煤灰分遠遠大于設計值。燃煤灰分大，導致飛灰濃度增大、煙氣量增加、煙氣流速提高，使省煤器穿墻管的迎流面下第一、二、三、四根管均形成較大磨損。高溫省煤器磨損泄漏現象嚴重，嚴重危及鍋爐的安全運行，因此很有必要徹底解決磨損問題。富通新能源生產銷售生物質鍋爐，生物質鍋爐主要燃燒顆粒機、木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料，同時我們還有大量的楊木木屑顆粒燃料和玉米秸稈顆粒燃料出售。
一、高溫省煤器泄漏及磨損原因分析
    1．省煤器改造前結構。410t/h鍋爐原高溫省煤器，采用光管式、錯列布置在鍋爐尾部煙道內。在迎流方向的第一排、第二排管子的上方均裝有Q235A材料的防磨瓦，其主要參數：管子規格(b32mmx4mm，橫向節距50 mm，縱向節距120mm．雙回路共2x2x118排，對流受熱面積1llOm2，進口水溫240C，出口水溫287C，平均煙速8.4m/s。
    2．省煤器泄漏原因分析。引起省煤器泄漏的主要因素有防磨裝置損壞；給水品質不合格，造成省煤器管被腐蝕；飛灰磨損；管材或焊接質量不合格；水垢、焊渣或其他雜質堵管，使部分管子出現過熱損傷；給水溫度變化大，或點火升壓過程中補充水溫度不高，使管子受到不正常的應力；省煤器再循環門使用不當。在2005年中修中發現省煤器有16根管嚴重磨損，最薄的管子壁厚只有1.6mm。為了防止受熱面磨損，二級省煤器增加了大量防磨瓦，經長時間運行后，積灰嚴重、而且使受熱面積減少一半，傳熱效率降低，導致進汽包給水溫度由設計值287℃降至278℃，一、二級減溫水比設計值增大15.5t/h，造成減溫水量不足，過熱汽溫控制困難，鍋爐排煙溫度由設計值134℃升至145℃，排煙損失增大。
    3．省煤器磨損原因分析。省煤器磨損由飛灰氣流橫向沖刷其管壁表面而產生，飛灰顆粒對管壁起著沖擊與切削作用。
    (1)煙氣流速的影響。由于永安火電近兩年鍋爐燃煤灰分普遍在35%~40%之間(鍋爐設計煤種灰分為28%)。由于灰分高、發熱量低造成煙氣量增大、煙速增高。中間部分的煙氣流速僅為3—5 m/s，靠近前、后墻的煙氣流速達10~llm/s，煙氣流速呈不均勻分布。局部煙氣流速過大，管壁磨損厚度與煙氣流速的三次方成正比，故前、后墻磨損特別嚴重。
    (2)飛灰濃度的影響。尾部煙道的飛灰濃度較高，而靠近前、后墻的煙氣流速也偏高，加快了前、后墻附近管子的磨損速度。
    (3)受熱面布置的影響。對于錯列布置的管束，第二排每根管子正對第一排兩管之間，灰粒流人管束后，由于流通截面的減小，隨煙氣一起被加速后直接沖擊在第二排管子上，因此第二排管的磨損量比第一排大兩倍，以后各排管的磨損量比第一排大30%~40%。
二、H型鰭片管特性分析
    1-H型鰭片管防磨機理分析如下：
    (1)煙氣流速分析，和同長度光管相比H型鰭片管的受熱面積大大增加，同等工況下，采用H型鰭片管可減少管排數，使煙氣流通面積增加，流速降低。故受熱面的磨損明顯減輕。
    (2)流動特性分析，當煙氣流經鰭片時，煙氣發生繞流，灰粒在水平方向上發生位移向通道中間集中，減輕受熱面的磨損。另外，鰭片管之間的間隙小，將大煙道分成若干小煙道，使煙氣速度和濃度更趨于均勻，可減輕煙氣的沖刷作用。
    2．H型鰭片式省煤器管與膜式省煤器管特性對比。膜式省煤器，片與片之間形成了很多個小的煙氣通道，煙氣流速大的地方始終大，煙速小的地方始終小，煙速高的地方磨損加劇，煙速低的地方積灰增多，傳熱量減少。鰭片式省煤器，每排組件管與管之間的間隙小，將大煙道分成若干個小煙道，使煙氣速度和煙氣濃度更趨于均勻，減輕煙氣對省煤器的沖刷，避免省煤器的局部磨損。從傳熱角度來看，膜式省煤器的傳熱性能比鰭片式省煤器差。這是因為在膜式省煤器內，煙氣擾流性能差，在受熱面上形成較厚的附面層，因而熱阻增加，傳熱性下降。而鰭片式省煤器由于煙氣具有擾流性，附面層薄，再加上擾動的作用，使傳熱效果增強，因而傳熱性能比膜式省煤器好。從加工制造來看，膜式省煤器加工制作工藝比鰭片式省煤器復雜。膜式省煤器的優點是可以取消管夾，但膜片就成了管子及工質的承重原件，膜片的拉力或壓力及管內介質的壓力全部作用在管子上，使管子負擔增加，可靠性下降。
三、高溫省煤器改造方案及實施
    1．高溫省煤器改造原則：
    (1)保持改造前后的空預器位置、支吊方式不變，同時保證排煙溫度在現運行條件下不再提高，需全面考慮改造對鍋爐穩定運行的不良影響，人孔及相應平臺位置不變。
    (2)省煤器磨損問題得到較為徹底的解決，同時兼顧降低鍋爐排煙溫度，降低鍋爐運行費用。
    (3)省煤器上、下部留有足夠的檢修空間。
    2．高溫省煤器改造方案：
    (1)采用H型鰭片管結構省煤器，管排數84排、雙回路，管規格+32mmx4mm，橫向節距142mm，縱向節距90mm，鰭片厚度3mm，高度66mm，鰭片間距25mm。H型鰭片管結構如圖l所示，改造后省煤器結構如圖2所示。
    (2)二級省煤器進出口聯箱及支承梁進行更換。
    (3)為防止單組管排變形，在管排中間加裝起吊管夾，在管排兩側加裝臨時固定支架。
    (4)在安裝后的管排中間彎頭部位，上下安裝均流板，兩側加蓋防磨瓦，防磨板材質采用Cr6S1Mo，左右側管排調整平齊，防止煙氣產生渦旋流。
四、改造后的效果
    改造后H型鰭片省煤器于2006年5月安裝投運，取得了較好的效果，鍋爐效率、排煙溫度等各項指標均達到設計要求，磨損情況明顯改善。改造前排煙溫度平均值161℃，改造后排煙溫度平均值151℃。改造后，平均煙速從9.45m/s降至8,2m/s，管子磨損速率明顯下降。改善了尾部受熱面煙溫的分布，二級省煤器出口給水溫度升至276—281℃，達到設計要求。鍋爐整體熱效率由修前的400t/h流量時的78.93%，提高到402t/h流量時的85.80%。富通新能源生產銷售的生物質鍋爐以及木屑顆粒機壓制的生物質顆粒燃料是客戶們不錯的選擇。
五、結論
    1．改造方案可行，運行性能達到設計預期值，排煙溫度下降，省煤器的磨損減輕。
    2．選用H型鰭片省煤器擴展了換熱面積，H型鰭片省煤器的受熱面積是同長度光管的5—6倍，換熱量是光管的3～3.5倍，明顯降低了排煙溫度。
    3．在相同受熱面的條件下，省煤器在煙道內的體積大大減少，擴大了檢修空間。
    4．H型鰭片省煤器所用管子根數從改前的236根減至176根，彎頭及焊口數均比改造前大幅減少，所以爆漏的機率也會相對減小。