技術(shù)交底：火電廠煙氣余熱回收利用技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用分析

防積灰措施

低溫省煤器應(yīng)根據(jù)不同的布置位置、煙氣灰含量的特點(diǎn)等選擇合適的換熱管型式、合適的煙氣流速以及設(shè)置吹灰系統(tǒng)等防積灰措施。主要有以下內(nèi)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(shè)計(jì)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(shè)置吹灰器系統(tǒng)，定時(shí)吹灰，減少積灰發(fā)生;

d)在機(jī)組停運(yùn)時(shí)檢查積灰狀況，利用高壓水進(jìn)行人工清灰。

煙氣余熱利用系統(tǒng)

低溫省煤器進(jìn)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(shè)計(jì)進(jìn)口煙氣溫度可選擇夏季機(jī)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(dāng)?shù)蜏厥∶浩鞑贾迷诔龎m器前時(shí)，排煙溫度需保證不低于酸露點(diǎn)溫度，避免煙氣結(jié)露，影響除塵器。當(dāng)?shù)蜏厥∶浩鞑贾迷诿摿蛩皶r(shí)，根據(jù)有限腐蝕的概念以及換熱經(jīng)濟(jì)性等方面考慮排煙溫度一般不低于90 ℃;

凝結(jié)水取水方式

考慮到低溫腐蝕等問題，需控制進(jìn)入低溫省煤器的凝結(jié)水溫度。若無法在回?zé)嵯到y(tǒng)中取得較為合適溫度的凝結(jié)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(jí)不同的低加入口取水并混合至合適的溫度;另一種從一級(jí)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(jié)水分水系數(shù)優(yōu)化

在低溫省煤器的凝結(jié)水進(jìn)水溫度、低溫省煤器煙氣進(jìn)出口溫度確定的情況下，凝結(jié)水分水系數(shù)將會(huì)對(duì)節(jié)省標(biāo)煤量以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生影響。隨著分水系數(shù)的減小節(jié)省標(biāo)煤量趨向增加，低溫省煤器換熱面積也同時(shí)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(shù)經(jīng)濟(jì)性最好的一點(diǎn)。若以技術(shù)經(jīng)濟(jì)性作為評(píng)價(jià)項(xiàng)目的最終目標(biāo)，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(shè)置位置不同，可分為以下三種情況：

a)低溫省煤器設(shè)置于空氣預(yù)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(shí)，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(diǎn)之上，因此煙氣余熱不能夠充分利用，同時(shí)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(nèi)堵灰的可能性;

b)低溫省煤器設(shè)置于引風(fēng)機(jī)出口即脫硫塔入口前。低溫?zé)煔饫鋮s到合適溫度后直接進(jìn)入脫硫塔，不存在對(duì)引風(fēng)機(jī)等設(shè)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(shè)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(shí)，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(jí)設(shè)置。將低溫省煤器分為串連的兩級(jí)，第一級(jí)布置在除塵器的入口，第二級(jí)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(fù)雜，工程造價(jià)也相應(yīng)提高。

應(yīng)用實(shí)例分析

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

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程為300 MW發(fā)電機(jī)組，額定負(fù)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(shí)際燃燒煤種的酸露點(diǎn)為101 ℃。根據(jù)電廠實(shí)際情況，設(shè)計(jì)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(jī)組7號(hào)、8號(hào)低壓加熱器組合設(shè)置于凝汽器喉部，無法從溫度較為合適的7號(hào)低加入口取水。因此，低溫省煤器從8號(hào)低加入口取水，經(jīng)煙氣冷卻器加熱后回6號(hào)低加入口。為防止管束壁溫過低造成嚴(yán)重的低溫腐蝕，系統(tǒng)設(shè)置有熱水再循環(huán)，從低溫省煤器出口取部分熱水與進(jìn)口冷水混合，混水溫度為70 ℃。

機(jī)組增設(shè)低溫省煤器帶來煙氣阻力增加，計(jì)算額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)約增加500 Pa的煙氣阻力。

節(jié)能效果分析

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

加裝低溫省煤器降低發(fā)電煤耗(標(biāo)煤)g/(kW˙h)1.9

引風(fēng)機(jī)增加功率折算成煤耗(標(biāo)煤)g/ (kW˙h)0.4

增壓水泵增加功率折算成煤耗(標(biāo)煤)g/ (kW˙h)0.03

降低發(fā)電總煤耗(標(biāo)煤)g/ (kW˙h)1.47

年利用小時(shí)h5 500

年節(jié)約發(fā)電煤耗節(jié)煤量(標(biāo)煤)t/a2 426

單位煤價(jià)(標(biāo)煤)元/t800

節(jié)煤效益×104元/a195

煙氣余熱利用項(xiàng)目建議

電廠在進(jìn)行煙氣余熱回收利用項(xiàng)目前，應(yīng)重點(diǎn)注意以下內(nèi)容：

a)調(diào)查空氣預(yù)熱器換熱效果。若空預(yù)器換熱面積不足、換熱元件積灰等均會(huì)影響換熱效果，造成排煙溫度偏高。因此，應(yīng)首先解決空預(yù)器換熱問題，消除空預(yù)器對(duì)排煙溫度的影響;

b)由于增設(shè)低溫省煤器必然增加了煙氣阻力，因此需首先調(diào)研引風(fēng)機(jī)出力裕量問題。引風(fēng)機(jī)裕量將直接影響低溫省煤器換熱面積的計(jì)算，進(jìn)而影響工程造價(jià)。若引風(fēng)機(jī)裕量不足，需考慮提高引風(fēng)機(jī)出力的相應(yīng)改造方案及費(fèi)用，也可與電廠脫硝改造同步討論;

c)在進(jìn)行節(jié)能效果計(jì)算時(shí)，需要考慮汽輪機(jī)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(fù)計(jì)算。因?yàn)橛?jì)算鍋爐排煙熱損失的排煙溫度為空預(yù)器出口溫度，煙氣余熱利用技術(shù)只是利用了空預(yù)器出口后的排煙廢熱，鍋爐效率并沒有提高。