1、前言
    復(fù)合相變換熱器技術(shù)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(yīng)用，并實現(xiàn)受熱面最低壁溫可調(diào)可控，即使鍋爐低負(fù)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(shè)備的安全可靠運行。但在其它爐型，如在鏈條爐上的應(yīng)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(yù)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(yù)器原設(shè)計為上下兩段，上段為立管式，下段為臥管式。下段因低溫結(jié)露腐蝕嚴(yán)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(fēng)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(fēng)后上段進口風(fēng)溫過低所至。
    該爐設(shè)計排煙溫度159℃，空預(yù)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(fēng)溫度卻僅達(dá)1300℃，比設(shè)計值低約10℃。不難看出空預(yù)器存在大量的漏風(fēng)。
2、改造方案
    由于原空預(yù)器下段壁溫較低，經(jīng)常處于結(jié)露區(qū)而遭到煙氣的腐蝕，在低負(fù)荷下運行時尤甚，因此將該段改為抗腐蝕能力強的復(fù)合相變換熱器。為了將熱風(fēng)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(shè)置水調(diào)節(jié)裝置以吸收，富通新能源生產(chǎn)銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機壓制的生物質(zhì)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(jié)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(diào)節(jié)水管道上的調(diào)節(jié)閥，以控制受熱面的最低壁溫始終在90℃以上。
    對空預(yù)器的改造設(shè)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(dǎo)致整個傳熱計算的錯誤，所以必須對空預(yù)器進行整體計算。我們把整個空預(yù)器統(tǒng)稱為復(fù)合相變換熱器，仍將其分為上、下兩段，上段為原立管式結(jié)構(gòu)，下段稱相變段（包括水調(diào)節(jié)裝置）。表1為以90℃壁溫（在鍋爐70%負(fù)荷以上）為設(shè)計參數(shù)所得的復(fù)合相變換熱器設(shè)計參數(shù)。
    結(jié)構(gòu)設(shè)計必須克服沒有足夠的安裝位置和鼓風(fēng)機風(fēng)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(diào)節(jié)裝置以管道相通，其結(jié)構(gòu)如圖1。考慮到煙氣中飛灰含量較多，在相變段下段裝設(shè)低頻聲波吹灰器，進行定時除灰�？諝獾篮蜔煔獾谰鶝]做大的改動，冷風(fēng)從原風(fēng)管直接進入相變段上段，加熱后進入空預(yù)器上段。
3、技改效果分析
    由九江科洋熱技術(shù)設(shè)備有限公司設(shè)計制造的復(fù)合相變換熱器于2001年10月投入使用。改造后的空預(yù)器（即復(fù)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(fù)荷作較大范圍變化時，受熱面最低壁溫僅變化了7℃，熱風(fēng)溫度也只有9℃的變化，在鍋爐負(fù)荷為25t/h，調(diào)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(fù)荷40t／h時，調(diào)節(jié)水流量達(dá)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(shè)計指標(biāo)基本吻合，實現(xiàn)了受熱面最低壁溫處于可調(diào)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(biāo)米s／時）×1.45（千焦／標(biāo)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(jié)論
    利用復(fù)合相變換熱器技術(shù)對熱電聯(lián)產(chǎn)拋煤機鏈條爐進行改造的成功，再一次驗證了復(fù)合相變換熱器所特有的技術(shù)特性，即：(1)尾部受熱面的最低壁溫能夠?qū)崿F(xiàn)整體可調(diào)可控，在鍋爐的負(fù)荷發(fā)生變化或需要重新設(shè)定最低壁溫時，可通過調(diào)節(jié)器，使空預(yù)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(shè)計變量出現(xiàn)在設(shè)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(fù)合相變換熱器的應(yīng)用前景將更加廣闊。