技術交底：火電廠煙氣余熱回收利用技術優(yōu)化與應用分析

防積灰措施

低溫省煤器應根據(jù)不同的布置位置、煙氣灰含量的特點等選擇合適的換熱管型式、合適的煙氣流速以及設置吹灰系統(tǒng)等防積灰措施。主要有以下內容：

a)低溫省煤器布置在除塵器之后可采用H型翅片管或螺旋翅片管，布置在除塵器之前可采用H型翅片管;

b)設計合適的煙氣流速。煙氣流速根據(jù)低溫省煤器的布置位置不同一般控制在10 m/s～13 m/s左右，避免產(chǎn)生大量的積灰;

c)設置吹灰器系統(tǒng)，定時吹灰，減少積灰發(fā)生;

d)在機組停運時檢查積灰狀況，利用高壓水進行人工清灰。

煙氣余熱利用系統(tǒng)

低溫省煤器進出口煙溫選擇

為保證夏季高溫情況低溫省煤器充分換熱，低溫省煤器設計進口煙氣溫度可選擇夏季機組額定工況下平均排煙溫度。低溫省煤器出口煙氣溫度根據(jù)低溫省煤器的布置位置有不同的選擇。當?shù)蜏厥∶浩鞑贾迷诔龎m器前時，排煙溫度需保證不低于酸露點溫度，避免煙氣結露，影響除塵器。當?shù)蜏厥∶浩鞑贾迷诿摿蛩皶r，根據(jù)有限腐蝕的概念以及換熱經(jīng)濟性等方面考慮排煙溫度一般不低于90 ℃;

凝結水取水方式

考慮到低溫腐蝕等問題，需控制進入低溫省煤器的凝結水溫度。若無法在回熱系統(tǒng)中取得較為合適溫度的凝結水，則一般采用兩種方式確保低溫省煤器入口水溫：一種從兩級不同的低加入口取水并混合至合適的溫度;另一種從一級低加入口取水并從加熱后的回水中取部分再循環(huán)水與入口取水混合至合適溫度。

凝結水分水系數(shù)優(yōu)化

在低溫省煤器的凝結水進水溫度、低溫省煤器煙氣進出口溫度確定的情況下，凝結水分水系數(shù)將會對節(jié)省標煤量以及技術經(jīng)濟性產(chǎn)生影響。隨著分水系數(shù)的減小節(jié)省標煤量趨向增加，低溫省煤器換熱面積也同時增加，但兩者增加的幅度不同，在某一分水系數(shù)下存在技術經(jīng)濟性最好的一點。若以技術經(jīng)濟性作為評價項目的最終目標，則可確定較為合適的分水系數(shù)。

低溫省煤器布置

低溫省煤器視其設置位置不同，可分為以下三種情況：

a)低溫省煤器設置于空氣預熱器出口、除塵器入口前的煙道上。在降低鍋爐排煙溫度的同時，減小飛灰比電阻，提高除塵效率，減少污染物排放。但是由于控制煙溫在酸露點之上，因此煙氣余熱不能夠充分利用，同時煙氣溫度的降低增加了除塵器防腐蝕的難度，增加了除塵器內堵灰的可能性;

b)低溫省煤器設置于引風機出口即脫硫塔入口前。低溫煙氣冷卻到合適溫度后直接進入脫硫塔，不存在對引風機等設備造成低溫腐蝕危害，可以最大程度地利用煙氣余熱。低溫省煤器設于脫硫塔前，減少煙氣蒸發(fā)水耗量，起到一定的節(jié)水效果。同時，換熱管束的磨損和堵灰的問題也較輕;

c)低溫省煤器布置按串聯(lián)兩級設置。將低溫省煤器分為串連的兩級，第一級布置在除塵器的入口，第二級布置在吸收塔的入口。這種布置方式既可以提高電除塵器效率和布袋除塵器使用壽命，又可以充分吸收利用煙氣熱能。但其系統(tǒng)較為復雜，工程造價也相應提高。

應用實例分析

現(xiàn)以火電廠為例，通過系統(tǒng)設計及優(yōu)化，分析增設低溫省煤器后的節(jié)能潛力。

系統(tǒng)設計

本工程為300 MW發(fā)電機組，額定負荷煙氣量為1 100 000 Nm3/h，夏季額定工況平均排煙溫度為135 ℃，年平均排煙溫度為125 ℃。實際燃燒煤種的酸露點為101 ℃。根據(jù)電廠實際情況，設計將低溫省煤器布置在脫硫塔前的煙道上，煙氣溫度由135 ℃降至92 ℃左右。

該機組7號、8號低壓加熱器組合設置于凝汽器喉部，無法從溫度較為合適的7號低加入口取水。因此，低溫省煤器從8號低加入口取水，經(jīng)煙氣冷卻器加熱后回6號低加入口。為防止管束壁溫過低造成嚴重的低溫腐蝕，系統(tǒng)設置有熱水再循環(huán)，從低溫省煤器出口取部分熱水與進口冷水混合，混水溫度為70 ℃。

機組增設低溫省煤器帶來煙氣阻力增加，計算額定負荷運行時約增加500 Pa的煙氣阻力。

節(jié)能效果分析

機組在額定工況下，加裝煙氣余熱回收利用系統(tǒng)后，1臺機組的節(jié)煤效果如下。

加裝低溫省煤器降低發(fā)電煤耗(標煤)g/(kW˙h)1.9

引風機增加功率折算成煤耗(標煤)g/ (kW˙h)0.4

增壓水泵增加功率折算成煤耗(標煤)g/ (kW˙h)0.03

降低發(fā)電總煤耗(標煤)g/ (kW˙h)1.47

年利用小時h5 500

年節(jié)約發(fā)電煤耗節(jié)煤量(標煤)t/a2 426

單位煤價(標煤)元/t800

節(jié)煤效益×104元/a195

煙氣余熱利用項目建議

電廠在進行煙氣余熱回收利用項目前，應重點注意以下內容：

a)調查空氣預熱器換熱效果。若空預器換熱面積不足、換熱元件積灰等均會影響換熱效果，造成排煙溫度偏高。因此，應首先解決空預器換熱問題，消除空預器對排煙溫度的影響;

b)由于增設低溫省煤器必然增加了煙氣阻力，因此需首先調研引風機出力裕量問題。引風機裕量將直接影響低溫省煤器換熱面積的計算，進而影響工程造價。若引風機裕量不足，需考慮提高引風機出力的相應改造方案及費用，也可與電廠脫硝改造同步討論;

c)在進行節(jié)能效果計算時，需要考慮汽輪機做功功率增加或增加供熱面積等方面，無需考慮鍋爐效率的提高，以免造成重復計算。因為計算鍋爐排煙熱損失的排煙溫度為空預器出口溫度，煙氣余熱利用技術只是利用了空預器出口后的排煙廢熱，鍋爐效率并沒有提高。