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3．2磨损量计算
磨损量常用管壁最大磨损厚度Emax来表示，可由下列经验公式估算，即
热解炉入口处管道直径为520mm，流体速度为24m/s。按照本次推荐的最佳方案，热解炉旋流片处的直径为800mm，根据式(2)可知热解炉旋流片处的速度v2为14．3m/s，在计算旋流片处磨损量时可按vp=v2，热解炉入口热一次风来自空气预热器出口，因此式(1)中所需参数均按空气预热器入口烟气条件考虑，μ=30g/m3，Ｒ90=0．14，机组年利用小时数按照5000h计，根据以上参数计算出管壁最大磨损厚度Emax=0．125mm/a。旋流叶片采用10mm厚304L不锈钢，按减薄50%为限，可满足40年使用寿命要求。
4 改造实施及试验
4．1工程实施情况
如图3所示，热解炉改造段方案设计、制造、安装指导以及热态调试由华中院负责。方案前期准备工作及设计周期45d。设备计划制造周期30d，实际制造周期25d。设备到厂后进行焊缝着色检查。改造段组件安装周期17d。本次改造段组件由于工程量较小，实际改造工期14d。
图3 改造段整体结构
4．2改造后试验测试情况
改造前后参数对比见表4。经过测试，热解炉内温度场均匀性良好，稳定负荷下温度偏差±2.0℃。热解炉内速度场均匀性良好，流速偏差在±15%以内，矢量方向全部正常，不存在涡流区。热解炉系统阻力降低约2.15kPa，稀释风机可解列运行，且热解次风量降低，提高了热解炉入口风温，使电加热器功率减少20%。改造后机组连续运行30个工作日后，对尿素喷枪进行解体检查，喷枪喷头处十分洁净，未发现结晶情况，改造效果得到充分验证。
表4 改造前后参数对比
5 经济性分析
按照每年发生8次迫降负荷，每次降50MW负荷，时间4h计算，年损失电量1600MW·h，按照上网电价0．38元/(kW·h)计算，损失人民币60.8万元。
若因热解炉完全堵塞，被迫启停1次，损失电量2400MW·h，损失人民币91.2万元;使用微油点火，4支油枪投运，每支出力0.25t/h，投油2h计算，耗油费用1.2万元。改造后由于停运稀释风机和电加热器功率降低节约厂用电量，节约成本约25.0万元。合计每年共减少损失约178.0万元。
6 结束语
利用数值仿真技术对热解炉原始结构及工况条件进行模拟计算，并综合考虑现场施工及成本因素，最终提出设计改造方案。
通过加装旋流装置和改变原来的均布板孔径及排布，但是不改变原始热解炉的高度，整体改善热解炉内部速度场和温度场的均匀性。改造后热解炉入口温度偏差由改造前的50℃降低为2℃。
从改造后效果看，热解炉内速度场和温度场均匀性佳，热解炉系统阻力降低约2.15kPa，稀释风机可解列运行，且热解炉稀释风量降低提高了热解炉入口风温，在满足热解炉出力的前提下，使电加热器功率减少20%，节电效果明显，改造后热解炉未发生结晶事件。
目前国内火力发电机组烟气脱硝系统大多采用尿素热解产生氨气制备还原剂、选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝工艺，因尿素热解炉结晶造成机组减负荷运行和机组非计划停运的事件也屡见不鲜，此项技术对大部分尿素热解炉优化内部流场，缓解或彻底解决热解炉内部结晶有极大的借鉴作用，有极大的推广空间。
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