低温省煤器在1000MW锅炉中的应用研究

低温省煤器在1000MW锅炉中的应用研究

刘甲

（国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司河南省平顶山市467312）

摘要:近几年,随着环境的日益恶化,节能减排作为一项重要国策深入到每一个生产行业。国内燃煤电厂也为这一目标做了各种各样的改造,增加低温省煤器是被广泛应用的节能措施。合理利用电厂锅炉排烟中的余热，可达到节能、环保的目的。本文结合某电厂1000MW机组低温省煤器的应用实例，分析了低温省煤器的应用效果。

关键词：1000MW；低温省煤器；研究；

引言

低温省煤器就是一种用于回收锅炉尾部烟气余热的换热设备，通常安装于锅炉空气预热器出口的尾部烟道。该技术提供了火电厂锅炉排烟大量余热的回收利用方法，进水来自回热系统的凝结水管路，吸收锅炉尾部烟道的烟气热量后，将锅炉烟气余热输入到汽轮机回热系统。首先降低了排烟温度，减少排烟损失，使得给水温度提高，热应力相应减小；其次降低了汽轮机的热耗，达到降低发电厂煤耗率、节能减排的目的。

1低温省煤器系统概述

锅炉的各项热损失包括排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、锅炉散热损失等。其中，排烟热损失是锅炉热损失中最多的一项，占锅炉热损失的60%～70%，而排烟温度为影响排烟热损失的主要因素，排烟温度每增加10℃，排烟热损失约增加0.6%～1%，相应多耗煤1.2%～2.4%。因此，降低排烟温度是提高锅炉效率的关键。国内火力发电厂的很多锅炉排烟温度实际值都超过了设计值，约高出20～50℃。因此，降低排烟温度对于节约燃料和降低污染具有重要的意义。

2低温省煤器的优点

1）可降低排烟温度30～70℃。可获得显著的节能经济效益；2）大大降低脱硫系统的水耗。加装低压省煤器后，可取消脱硫系统的喷水降温装置或事故（喷淋）降温装置，实现脱硫系统的深度节能；3）增设低压省煤器，可减少抽汽量，降低煤耗；4）具有良好的煤种和季节适应性；5）具有良好的负荷适应性；6）可以充分利用锅炉本体以外的场地空间，布置所需要的受热面，并留有足够的检修空间，检修方便；7）本技术把锅炉的余热利用与汽轮机的低加系统巧妙地结合起来，对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响；8）由于本系统属静态设备，无动力装置，所以系统本身能耗极低。

3低温省煤器应用的背景

目前，火力发电厂由于各方面原因，燃煤锅炉排烟温度通常远高于设计值，这给发电企业的节能和环保工作带来了沉重的压力。利用低温省煤器来降低锅炉排烟温度，成为解决该问题的有效途径。

3.1锅炉排烟温度偏高

由于国家明确了火电厂排放氮氧化物控制标准，目前运行机组陆续完成脱硝改造。空预器换热元件的改造通常带来空预器换热效率降低、锅炉排烟温度升高的问题。

另外，发电厂为了降低发电成本，大量燃用低发热量的劣质煤，也导致了锅炉排烟温度升高。

3.2粉尘达标排放要求

2014年，我国出现了雾霾天气，环保部和公众对发电厂排放污染物关注程度日益增加。新排放标准中更是规定了自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉执行30mg/Nm3的粉尘排放限值。降低锅炉排烟温度，可以降低粉尘比电阻，提高电除尘的效率，实现达标排放。

4低温省煤器应用实例

某电厂1000MW机组锅炉通过在尾部烟道布置低温省煤器，利用锅炉排烟将凝结水加热、降低最终排烟温度，实现了烟气余热回收利用。在增加该系统后，达到了节能和环保效果。停炉后检查中，在烟道、电除尘、引风机等设备没有发生低温腐蚀、积灰现象。

4.1机组概况。

该锅炉为超超临界变压运行直流锅炉，由于运行中煤种变动大、空预器换热效率减低，导致锅炉排烟温度高(夏季达到140～160℃，冬季为120～140℃)、除尘效率下降。因此需通过在锅炉尾部烟道增设低温省煤器，降低进入电除尘的烟气温度，达到节能减排的目的。

4.2工作原理及工艺。

在锅炉尾部烟道内设置受热面，引入机侧凝结水与热烟气进行换热，使得凝结水升温，并使进入电除尘器的烟气温度由150℃降低到90～100℃，达到利用烟气余热和环保排放的目的。由于该受热面布置在锅炉尾部烟道，并且与机侧低温低压的凝结水系统相连，为了与原有的省煤器区分，称该烟气余热利用装置为低温省煤器。

低温省煤器的两级受热面采用逆流换热布置，分别布置于电除尘进口喇叭处和空预器出口的垂直烟道处，前者为低温受热面，后者为高温受热面。

低温省煤器的进水分别取自7、8号低加进口、6号低加进口，通过混合得到合适的温度后，通过变频增压泵升压把凝结水送至受热面中换热。调节入口电动调节阀或增压泵的频率，可实现系统进水量的切换和调节。低温省煤器的回水口根据回水温度选择6号低压加热器出口或5号低压加热器出口，经过加热的凝结水与主凝结水汇合后最终送往除氧器。

为了防止积灰，在各受热面处还设置了声波吹灰器和振打装置。

4.3运行参数控制。

运行中主要控制参数主要有：低温省煤器入口水温、入口凝结水流量。通过调整这两个参数，使低温省煤器出口烟温降至95℃左右。为了防止低温腐蚀，根据煤质情况，考虑到烟气的酸露点和水露点的因素，设置低温省煤器入口水温为57℃。控制系统根据入口水温和出口烟温设定值，自动调节变频泵出力，调节系统中凝结水流量。

5应用效果

5.1节能效果。

加装低温省煤器系统后，机组在满负荷工况下（负荷1000MW，排烟温度150℃）排烟温度可降低至95℃，最高降幅达55℃。由于烟气温度大幅度下降，烟气体积随之下降、烟气中粉尘比电阻下降，引风机电率下降幅度约为10%，同时脱硫系统的水耗和电除尘的电耗有一定下降。

5.2环保效果。

在投入低温省煤系统后，粉尘排放值下降幅度明显，从原55.6mg/Nm3下降到约30mg/Nm3。SO3脱除测试表明，在投入低温省煤系统运行后，SO3脱除率达到73.78%。

5.3受热面腐蚀、积灰情况。

经过材料低温腐蚀测试表明，低温省煤器应用的Q235和SPCC两种材料的耐腐蚀性能都较强，腐蚀级别均达到5级以下。Q235的平均年腐蚀率为0.0537mm，SPCC的平均年腐蚀率为0.0412mm。该系统自投入运行至今，历次停炉后检查均未发现明显腐蚀、积灰现象。

6.结论

通过理论研究和应用实例表明：设置低温省煤器用于烟气余热回收利用，可提高火电厂全厂热效率，降低发、供电煤耗，增加发电量。回收的烟气热量愈大，发电量增加愈多、节煤量愈大。

然而回收锅炉烟气的余热也不是随意的，都有一定的限制，排烟温度不能降得太低；过分追求低的排烟温度和凝结水的温升，容易造成烟气深度冷却器的低温腐蚀或者设备的高造价，这一点必须引起充分的注意。

综上所述，合理的利用烟气余热来适度提高全厂热效率，降低煤耗，为国家节约能源，减少污染物排放是具有重要意义的。尤其在电煤价格居高不下的现况下，降低煤耗对于火电厂节约发电成本、缓解铁路运煤压力具有十分重要的意义。

参考文献：

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[3]郭建斌.低温省煤器在660MW超临界机组中的应用[J].内蒙古电力技术,2016,05:74-76+86.