低低温省煤器在平凉电厂2X600MW机组上的运用

低低温省煤器在平凉电厂2X600MW机组上的运用

王敬忠袁福计

（华能平凉发电公司甘肃省平凉市二十里铺744000）

摘要：本文简要论述了低低温省煤器技术在华能平凉电厂二期600MW机组上的实际成功运用。运行中取得了良好的经济性，使得机组供电标准耗降低了2.5g/KWH，排烟温度降低了40℃左右，使排烟热损失大大降低，提高了机组的除尘效率，降低了机组的脱硫用水量；对运行中遇到的问题进行归纳总结。

关键字：低温省煤器排烟温度供电标准煤耗

1.低低温省煤器的理论依据

为防止烟气中硫化物对锅炉尾部受热面造成低温腐蚀，锅炉排烟温度一般都应高于烟气的露点温度，高达118--135℃。在火力发电系统中，锅炉排烟损大是锅炉运行损失最大的一项，占锅炉损失的60--80%，影响排烟热损失最关键因素就是排烟温度，一般来说，排烟温度每上升1℃，则排烟热损失增加0.06％～0.1％[3]。故降低锅炉排烟损失是提高电厂热效率的主要手段。低低温省煤器技术的运用是提高机组热效率的最有效的手段。

低低温省煤器实则是一组“烟气与凝结水”换热器，布置在电除尘之前、空预器之后烟道中，管内通凝结水，管外流通烟气，水侧连接在7号低加出入口和6号低加之间；凝结水在低低省煤器内吸收烟气热量、温度升高，而排烟温度降低；凝结水被加热、升高后再返6号低压加热器系统。低低温省煤器成为汽机热力系统的一个组成部分，汽轮机进汽量不变时，减少了加热系统的抽汽量，故发电量不变的情况下可节约机组的能耗；进入脱硫塔的烟温下降可以提高除尘效率和节约脱硫用水量。

2.低低温省煤器系统介绍[2]

华能平凉电厂2×600MW超临界燃煤空冷机组系二期扩建项目，以750kV电压向东输出电力，机组燃用华亭煤矿烟煤，工程取水为深度水再生和城市中水。锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司国产HG-2072/25.4-YM12型超临界压力、循环泵式启动系统、前后墙对冲低NOx轴向旋流燃烧器、一次中间再热、单炉膛平衡通风、固态排渣、全钢构架的变压本生直流炉，排烟设计温度118℃。

华能平凉电厂二期#5、#6机组增设的低省设备，安装于电除尘之前、空预器之后烟道中，利用烟气余热加热汽机凝结水，提高机组综合效率，同时将排烟温度从135℃降低到95℃（TMCR工况计算值），此系统运行后可有效提高电除尘的除尘效率。低省系统水侧取自汽机系统凝结水，取水口设置两路分别位于#7低加入口（水温53.1℃）以及#7低加出口（水温83.8℃），两路取水混合至70℃后进入烟气换热器设备本体，被烟气加热至98℃，通过#6低加入口回至汽机凝结水系统（见图一）。

图一：华能平凉电厂二期低低省煤器系统图

3.低低省煤器节能计算

3.1平凉电厂二期低低温省煤器设计参数[2]

3.2发电煤耗节省量估算

采用等效热降法进行热经济性分析[1]，将低低温省煤器回收的排烟余热作为纯热量输入系统，而锅炉产生lkg新汽的能耗不变。在这个前提下，热系统所有排挤抽汽所增发的功率，都将使汽轮机的效率提高。

相应lkg汽轮机新蒸汽，其全部做功量称新汽等效焓降(记为H),所有排挤抽汽所增发的功量(记为△H)称等效焓降增量，计算公式如下：

低低温省煤器的连接方式如图一所示，引水跨过1个加热器，流经低压省煤器的分水流量为Dd，定义分水流量Dd与给水总量Dg之比为分水系数。该份额的凝结水在低压省煤器中吸收热量为Qd,焓值从hd1上升到hd2。

对于并联系统[4],热量Qd只排挤#7低加热的抽汽。这部分排挤抽汽的做功之和则为机组的等效焓降增量，计算公式如下：

式中：

d：机组汽耗率；

ηb：锅炉效率；

hd2：低低省煤器出水比焓；

h6：#6加进水比焓；

T7：绕过的#7低加工质焓升；

η7：所绕过#7低加抽汽效率。

对于串联系统[4]，设有热量Qd通过低压省煤器带入系统，则相应于每Kg新蒸汽的吸热量(称单位热量)可写为:

热耗率降低Δq按下式计算:

式中：q：机组热耗率，7930kJ/kWh；

发电标煤耗节省δbs按下式计算:

式中，ηb：管道效率；

平凉电厂二期600MW机组低低省煤器主要指标

计算说明：

1.600MW时，低省入口压力1.5MPa，70℃；出口1.46MPa，98℃，对应的焓值分别为294.26kJ/kg，411.74kJ/kg；通过低省的流量为580T/H,给水流量1400T/H；#6低加入口1.45MPa，90℃，焓为378.08kJ/kg.

2.平凉电厂低低温省煤器设计时候考虑到低温腐蚀问题，所以该系统为混合方式即既有串联又有并联，为了计算方便取平均值，上述数据均为机组600MW时实际参数。

平凉电厂二期600MW机组低低温省煤器计算结果

可见，低温省煤器使锅炉排烟温度降低40℃，可节省标准煤2.5g/kwh。这里指出，低温省煤器尽管降低了排烟温度，但并未改变锅炉效率[5]。锅炉的排烟温度仍然定义于空气预热器出口温度。

4.低温省煤器实际运行主要问题

4.1防腐问题：

（1）平凉电厂低低温省煤器选择H型鳍片管ND钢作为低低温煤器的换热元件，具有良好的防低温腐蚀性能。

（2）正常运行中，要求低温省煤器无论在何时必须保证其入口温度大于等于70℃，防止低温省煤器自身腐蚀。当机组负荷低至一定值，低低温省煤器出口烟气温度低于90℃时，适当增大#7低加到#6低加电动调节阀开度，减小进入低低温省煤器设备的凝水流量，用来控制低低温省煤器设备的烟气出口温度不低于90℃，防止出口烟气温度过低对后面设备的腐蚀。

4.2堵灰问题：

加装低温省煤器后，在DCS上加低省前后差压监查装置，确保烟气压差小于1kPa。设计时考虑了积灰的问题，在低省设有自动吹灰装置，气源取自杂用压缩空气，按照设定周期性自动对低省受热面进行吹灰，防止低低温省积灰，保持换热面清洁。

4.3运行中应该注意的问题：

（1）平凉电厂低低温省煤器运行规程中要求低省出口烟气温度大于90℃，低省水侧入口水温大于70℃，所以在升降负荷时应加强对低省参数监视。升降负荷时，根据烟温及水温及时调节低温省煤器入口调门及旁路调门。在投自动情况下会自动调节，但有时候调门调节性能差就会波动较大、自动解除，故升降负荷时要加强监视。

（2）运行中要加强低低温省煤器出口水温监视，防止流过低低温省煤器的凝水过少，引起沸腾现象。

5.小结

华能平凉电厂二期机组低温省煤器改造工程完成后投入运行，排烟温度下降效果明显，除尘效果改善明显，具体如下:

（1)在烟温为135℃工况下（夏季），经低低温省煤器装置后降温幅度可达40℃以上，降温效果明显，可节省标准煤2.5g/kwh。

（2）在加装低低温省煤器后，粉尘排放值平均值为6.62mg/Nm3[2],下降幅度比较明显，除尘效率提高。

（3）在加装低低温省煤器后，二氧化硫脱硫效率达96%（额定负荷）[2]，电除尘器出口烟气中二氧化硫含量下降幅度明显。

参考文献

[1]火力发电厂低压省煤器系统节能理论研究及应用.牛振国.学位论文.2004.05

[2]华能平凉发电公司锅炉规程.樊永安.2015.06

[3]锅炉排烟热损失大原因分析及治理，梁炜.2014.06

[4]低温省煤器在超临界机组上的运用.张华.期刊.2014.12

[5]低温省煤器在电站锅炉上的运用.张炳文杨萍周振起.期刊.2002.09

作者简介

王敬忠（1981），男，甘肃人，本科，工程师，从事锅炉运行技术指导管理工作。

袁福计（1985），男，山西人，本科，工程师，从事火电厂集控运行工作。