硅晶胶绝热涂层及蓝泥技术在火电厂上应用

专用于再热器过热器气固分离器壁温控制与调节

高再超温控制少补水节能技术

一：概述

我国是世界上使用锅炉多的，特别是随近年火力发电厂大型化的投入及国内环保节要能要求的不断提高，燃煤锅炉的热交换经济性较过去提出了更高的要求。其中汽轮机的排汽做功及再热器过热器吸热属首当其冲。据中科院资料：再热器过热器吸热量占电厂工质总吸热量的 50%。由此可知如何把再热器过热器“壁温”度控制在好状态才是汽轮机等效焓降法做功首要条件。其次像循环流化床气固分离器壳温损失等也受到专家关注，也是我国当今电站煤粉锅炉节能技术研究的一大内容。早在六十年代，西方就将“ 壁温控制”技术的开发和应用当着主要课题研究。综述现有采用常规“喷减温水”技术在一定种程度上都存在相当大的缺陷。下面介绍连云港晟源科技有限公司开发的“硅晶胶绝热涂层及蓝泥技术”在火电厂专用于再热器过热器气固分离器壁温控制与调节上应用及技术特点。

二：技术简介

我公司生产高温隔热防磨抗腐硅晶胶涂层及耐高温蓝泥材料，采用先进的工艺与技术精制而成，各项技术指标达到标准 CB-4653-84 的要求，具有隔热性高，涂层粘结牢固，防磨防腐，耐急冷热，节能效果好，使用寿命长等特点。克服了国内某些同类产品节能效果不明显，容易脱落、开裂缺点等。防磨防腐隔热硅晶胶层及蓝泥料广泛应用在以煤、电、气为能源的工业设备上，以达到节约能源和延长设备使用寿命的目的， 主要用在：

1：大型发电厂再热器过热器壁温调节之用

2：大型锅炉炉膛内炉温火焰偏燃调节规整之用

3：大型输送热能管道途中热损耗里外隔传节能之用

4：大型各种容器内外热源散发及加热隔绝保温之用

5：大型旋风分离器壳体变形及温度调控节能之用。

6：锅炉外墙温度隔绝保温节能之用。

高再超温控制少补水节能技术

 

高再超温控制少补水节能技术

 

气回分离器表面温控节能技术

 

容器设备内外温度调控技术

 

高温高压管道表面温控节能技术

 

高再超温控制少补水节能技术目前措施

 

1、喷减温水调温方法	2、摆动燃烧器的调温热偏差方法
3、调节烟气挡板的调温方法	4、采用烟气再循环的调温方法
5、控制二次风氧量方法	6、控制煤层流量方法

气固分离器壳温损失至现在无有方法控制壁温，浪费了无法估算的资源。

高再超温控制少补水经济损失分析

1.因为喷水进入再热器后，增加了汽机中、低压缸的出力，在机组负荷不变的情况下势必减少高压缸出力，这就等于以部分低压蒸汽循环代替了部分高压蒸汽循环，因而必然导致机组热经济性的下降

2.再热循环可提高机组循环效率，但使汽轮机的结构及热力系统复杂化，从经济性与必要性考虑，一般超高压以上锅炉才装有再热器。

3.大型国产锅炉通过采用高低压旁路系统保护再热器，回收工质，而进口大型锅炉则是控制炉膛出口烟气温度来实现保护再热器，用 5％旁路使参数快速达到汽轮机冲转参数和使工质得到回收。但实际运行结果表明，再热器管子氧化加快，存在爆管漏泄隐患。

4.燃烧器调整不当，造成火焰中心上移或燃烧偏斜，使燃烧器工况恶化，火焰中心上移；煤粉燃烧行程加长，使炉膛出口烟温升高，加大超温的幅度；同层燃烧器各角一次风口风速不均匀，同层给粉机转速不均匀等造成燃烧偏斜，使炉膛出口烟道温度场和速度场分布不均，加大局部超温的可能性。

5.为了防止低温腐蚀与结焦现象。国内有好多电厂提高再热系统换热系数运行，可又大幅增加再热减温水量，同样更造成汽轮机热经济性明显下降。

运行人为“恶意”调整。强行降低汽源温度及流量压力等。主要是考虑安全因素，这样虽控制了壁温不超标，但再热器、过热器的出力降低好多。同时还要留有相当大安全裕量，这样不但造成系列化的损失，还给运行工人带来相当大的繁琐工作。根本不符合设备运行规程。据调查国内有相当多电厂采用此方法。

表一 300MW 机组参数变化对经济性的影响(额定工况)

 

表二  600MW 机组参数变化对经济性的影响(额定工况)

 

表三  1000MW 机组参数变化对经济性的影响(额定工况)

 

硅晶胶绝热涂层及蓝泥应用实例

 

三：技术特点

（1）耐高温隔热保温硅晶胶涂层具有红外热能辐射和屏蔽热量传导诸多特点，其突出性能优于其他绝热材料 8－10 倍。

（2）耐高温隔热保温硅晶胶涂层可应用于在体积、重量上受到限制的各种场所（经认可）1mm 厚的热辐射率约达到 90%-95%，相当于 10mm 厚的 R 值为 20 的聚苯乙烯泡沫塑料。

（3）耐高温隔热保温硅晶胶涂层具有防潮、防水汽的明显功能，可阻碍水汽冷凝，可防止被绝热体表面的氧化（如钢管、锅炉等），同样重要的是，在接触到潮湿环境时其隔热性能不会下降。

（4）耐高温隔热保温硅晶胶涂层具有增加热阻、使材质增加受压安全裕量。

四、产品型号

 

五：技术指标

 

蓝泥（SIRPLAST PH 70 MU）特性及参数

 

产品类型	塑性混合料
主要成分	铝红柱石
使用温度	1600℃
包装	25公斤/箱
保存期限	18个月
所需材料计算	2.65 吨/立方米

 

(化学分析) 标准/方式 单位 标准值

Al2O3 XRF % 73

SiO2 XRF % 19

P2O5 XRF % 3

Fe2O3 XRF % 1

（物理特性） CCS ℃ MPA

冷压应力

300℃烘铐 24 小时 PRE/R27 MPa 35

1500℃烘铐 5 小时 PRE/R28 MPa 55

线性变化

1500℃烘铐 5 小时 PRE/R28 % 0.2

800℃时热传导 ASTMC-417 W/mK 1.82

1000℃ASTMC-417 W/mk 1.74 1200℃ ASTMC-417 W/Mk 1.7o

六：效益计算

1、国安安徽淮北 N300MW 机组改造后的实测结果及分析

改造于 2014 年年 6 月实施，7 月开始运行，并进行了各种出力、各种工况的试验。实测的结果及分析如下：

1.1 高温再热器第 30～37 屏出口壁温已大幅度下降，尤其是第 35～37 屏由于包覆绝热材料下降了 40～51℃。各屏再热器出口壁温显示基本上控制在 570℃以下，达到了预期的效果(见图 4)。

1.2 再热器减温水量已由原来的 31.9t/h 减为目前的 14.6t/h(平均值)。现在所用的减温水不再是用来防止管壁局部超温，而是用来防止因加长受热面过多而引起的再热汽温超限。

1.3 原来主蒸汽温度与再热器出口壁温两者之间难以同时兼顾。为了防止再热器管壁超温不得不使燃烧器下摆从而抑制了主蒸汽温度。改造后主蒸汽温度不再受其限制，由原来的 534℃提高到 538℃。

2、 经济效益分析

改造后再热器喷水量平均减少 17.3t/h，相应的机组煤耗约降低1.4g/(kW.h)，按年发电量 35 亿 kW.h 计算，节约标煤 4900t，标煤价格按 300元/t 计算，则每年节约费用 147 万元；过热汽温平均提高 4℃，使机组煤耗降低约 0.25g/(kW.h)，则每年节约费用 26.25 万元；而再热器阻力增加 11kPa，使汽轮机热耗增大约 0.03146%，则每年影响机组经济性约 3.3 万元。综合考虑这 3者因素，每年产生总的经济效益为 170 万元。

如按每年少爆管 1 次来计算，可避免机组启停烧轻油 150t，计 30 万元；抢修 6 天，发电利润为 648 万元。这样，共可避免损失 678 万元。

3 结论

a) 造成淮北电厂 1 号高温再热器管壁局部超温的主要原因是：切圆燃烧方式所引起的烟气侧烟温和烟速的偏差，以及再热器进口集箱三通附近存在涡流区。上述 2 个因素造成管屏间的吸热偏差和蒸汽流量偏差。

b )CE 公司的蒸汽旁路改造没有取得预期效果的主要原因是其计算方法不够准确，没有考虑墙式再热器的吸热量较小以及进口集箱三通涡流区的影响。

c)加节流圈和局部保温改造后，高温再热器第 30～37 屏的出口温度已大幅度下降。其中节流圈因素使温度下降至少 10～15℃。这说明如不加保温单用节流圈也能达到改造要求。改造后再热器管壁温度能控制在 570℃以下，提高了机组的运行可靠性。

d)改造后使原来主蒸汽温度与再热器出口壁温之间难以兼顾的问题得到了解决。

e)在直接经济效益方面，由于再热器喷水的减少和主蒸汽温度的提高，机组煤耗可降低约 1.6g/(kW.h)。扣除因节流圈使再热器阻力增加 11kPa 而造成的热耗增加后，总的经济效益每年可节约 170 万元。

七：施工说明

涂刷应先将物件内壁表面灰尘、焦渣、油污及疏松物清扫干净。

施工前将涂料充分搅拌均匀，直到无沉淀和块状为止，在常温下均匀地刷涂或喷涂在物件表面。

该涂料宜刷（喷）涂二遍，涂履厚度为0.8-1.3mm,总厚度为1.5-2.0mm。（根据用户需要，总厚度可加厚为 2.0mm-3.5mm）。施工完毕后自然干燥 24 小时。采用 25kg 铁桶标准包装，常温下室内储存，保存期为 10 个月至 12 个月。

蓝泥材料（用于过热器受热面覆盖）

1、施工简单，安全、时间短。不像喷涂施工那样需要 施工简单，安全、时间短。 繁杂沉重的施工设备，适合长距离快捷施工。 繁杂沉重的施工设备，适合长距离快捷施工。

 2、施工不受天气、空气湿度等的影响，较为方便。 施工不受天气、空气湿度等的影响，较为方便。 

3、无需对壁管表面进行处理，施工不损伤基材，不改 无需对壁管表面进行处理，施工不损伤基材， 变基材的材质，不会导致基材热变形。变基材的材质，不会导致基材热变形。 4、可在水冷壁管上做到任何高度，而在壁管前侧厚度 可在水冷壁管上做到任何高度，这是一般非金属防磨材料所不能达到的。这是一般非金属防磨材料所不能达到的。 

5、蓝泥施工面做成随壁管形状波动的起伏状，蓝泥上 蓝泥施工面做成随壁管形状波动的起伏状，沿做成小的平台，在此形成积灰，使从上而下的煤粉在此形 沿做成小的平台，在此形成积灰， 成软着陆，从而大大减少磨损的发生。成软着陆，从而大大减少磨损的发生。 6、使用蓝泥在炉膛内做防磨梁式施工，可有效保护防 使用蓝泥在炉膛内做防磨梁式施工， 磨梁下部的水冷壁管不受或延缓煤粉冲刷，磨梁下部的水冷壁管不受或延缓煤粉冲刷. 

7、采用蓝泥施工，如有需要，每年可随停炉检修作适 采用蓝泥施工，如有需要，当修补，从而大大延长防磨周期，并且修补费用十分经济。当修补，从而大大延长防磨周期，并且修补费用十分经济。

八：技改须知

高热再热器隔热涂层参数表