（大唐彬长发电有限责任公司 陕西咸阳 7213602）
摘要：大唐彬长二期工程为2×1000MW超超临界间冷燃煤机组，锅炉采用超超临界参数、变压运行、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、运转层以上露天布置、全钢构架、全悬吊结构、Π型煤粉锅炉，同步建设脱硫、脱硝装置。过热蒸汽BMCR工况最大连续蒸发量2912t/h；额定蒸汽出口压力29.4MPa（a），额定蒸汽温度605℃，再热蒸汽BMCR工况蒸汽流量2435.04t/h，进口/出口蒸汽压力（BMCR） 6.053/5.853MPa（a），进口/出口蒸汽温度（BMCR）357.4/623℃，给水温度（BMCR）308.8℃，保证热效率（按低位发热量） 95.1%（BRL工况，空预器旁路运行），保证热效率（按低位发热量）94.7%（BRL工况，空预器旁路不运行）。
一、前言
锅炉烟气余热深度利用由两大部分组成，第一部分高温省煤器+低温省煤器，是指装设于预热器旁路烟道内的旁路省煤器系统。第二部分为闭式旋转式节能暖风器和低低温省煤器系统，降低烟温段低低温省煤器布置在除尘器前烟道中，升高风温段暖风器布置在空预器之前的风道中。
二、烟气余热高能级深度利用系统原理如下图：
2.1预热器高、低温旁路省煤器系统：
设置预热器旁路一级高温省煤器、旁路二级低温省煤器系统，减少通过空预器的烟气量，空预器旁路的烟气量所占比例约10%略强，同时利用旁路烟气热量加热凝结水和给水，使空预器出口烟温降至设计排烟温度，经过旁路的烟气温度远比传统意义的排烟温度高，被其加热的凝结水与给水的出口温度大幅度提高，将低能级热量通过本系统进行能级提升，相当于常规锅炉增加了尾部高温省煤器，提高了锅炉效率，同时旁路低温省煤器系统采用并联或者串联方式在加热器回路之中，是汽轮机热系统的一个组成部分，余热重新进入机侧回热系统，减少高加抽气，在汽轮机进汽量不变的情况下，该减少部分抽汽将重新进入汽轮机继续膨胀做功，这是旁路低温省煤器的最大特点，也是它不同于常规省煤器和回收排烟热量的余热锅炉之处。并且提升了整个机组的热效率和经济性。
2.2、除尘器前低低温省煤器、暖风器系统
除尘器前设置低低温省煤器装置,预热器一、二次风入口设置旋转式节能暖风器，暖风器与低低温省煤器形成闭式换热，两者之间以水作为换热介质通过除尘器前低低温省煤器装置吸收烟气热量，水被加热后再加热通过暖风器进入预热器的一、二次风，从而提高预热器的进口风温度，同时可以减小空预器的传热温差，使空预器换热量减小。
采用节能旋转式暖风器，当环境温度较低时旋转式暖风器投入运行，换热管垂直于冷风流向，当暖风器迎风面翅片有积灰等异物堵塞时，可以通过旋转暖风器角度，利用烟气速度清除积灰等异物，减少风烟系统阻力，当环境气温高时可以停用暖风器，将暖风器旋转至与烟气流向一致，减少烟气系统阻力，从而实现减少风机出力，减少厂用电率节能目标。
预热器排烟温度（116℃左右）经低低温省煤器吸热后降至90±1℃。在该温度下，烟尘比电阻降低，烟气体积流量减小、除尘器电场风速降低，除尘效率可以大幅度的提高。同时烟气温度降低还会使气体的粘滞性减小，烟气中粉尘的电迁移速度增大，有利于提高粉尘的捕集。另外在烟气温度降至90℃左右时，已经处于酸露点以下，烟气中的气态SO3会与水蒸气结合冷凝形成液态的硫酸雾滴，这些雾滴极易凝结附在粉尘表面，通过除尘器被捕集除去，间接减轻了下游设备因SO3引起的酸腐蚀风险，提高系统的脱硫效率。
三、烟气余热高能级深度利用降低排烟温度值及措施
3.1除尘器前低温省煤器系统热力参数：
低低温省煤器烟气侧与水侧逆流换热，低低温省煤器出口烟温控制在约90℃，通常低低温省煤器装置的冷热端温差约为20℃，则低温省煤器的入口水温约70℃；
采用节能旋转式暖风器，该暖风器空气侧与水侧既不是顺流换热也不是逆流换热，而是交叉流换热，暖风器出口冷风温度约50-60℃。
3.2预热器入口烟温：
脱硝系统需确保全负荷工况（30%-100%BMCR）正常投运，则脱硝装置的入口烟温必须在320-420℃之间。如不采用省煤器分级布置，则100%BMCR工况下脱硝入口烟温需在385℃以上，才能保证最低稳燃负荷脱硝入口烟温在320℃以上。预热器入口烟温越高，排烟温度也就越难降低。为尽可能的降低预热器入口烟温，应采用省煤器分级布置，既能提高脱硝入口烟温，还能降低预热器入口烟温，100%BMCR工况下，当脱硝入口烟温约为394℃时预热器入口烟温可以降低约为361℃。
3.3预热器旁路烟气量：
不采用预热器旁路方案，预热器进口一、二次冷风温常规分别约为30、23℃，预热器计算排烟温度为121℃。
采用预热器旁路方案，排烟温度越低旁路烟气量越大，用于暖风器加热的烟气余热越少，暖风器出口冷风温度也越低。反之排烟温度越高旁路烟气量越小，同时用于暖风器加热的烟气余热越多，暖风器出口冷风温度也越高。当空预器排烟温度为116℃，预热器旁路烟气量占总烟气量的比例为10%略强，此时预热器进口一、二次风温度可达50、60℃，除尘器前低低温省煤器系统的水量约为1110t/h，低温省煤器的进出口水温分别为70、94℃。
综上所述，排烟温度是一个既要满足降低排烟温度提高锅炉效率又要满足最大限度深度利用烟气余热的综合值。
四、烟气余热高能级深度利用节煤量计算
五、烟气余热高能级深度利用经济性
采用烟气余热高能级深度利用技术可以最大限度的将排烟温度降至116℃，通过调节空预器入口烟气进入旁路省煤器，将低品质余热置换出来加热凝结水和高压给水，实现了热量的梯级利用，经济性主要如下：
5.1缓解了烟气量增加对系统的阻力问题，降低除尘器入口烟温约26℃，提高锅炉保证热效率（按低位发热量） 0.4%；
5.2采用烟气余热利用系统发电标煤耗与不采用烟气余热利用系统发电标煤耗比较，煤耗约降低3.68 g/kW.h，同时发电厂汽轮机热耗率qe降低了70kJ/kw.h 。
5.3高温省煤器材料可以采用碳钢材料，同时也杜绝了受热面材料腐蚀问题，节省了工程投资，1~2年可以收回投资成本。
六、烟气余热高能级深度利用创新点
6.1形成低温烟气余热高能级深度利用的技术理论，揭示能级转移及能级提升基本原理；
6.2实现能级转移及提升配套设备的标准化设计与研制，提出整体集成优化传热元件的最优化设计理论和方法；
6.3研发具有自主知识产权的低温烟气余热高能级深度利用系统的变工况分析软件，指导现场运行。
6.4形成我国具有自主知识产权的“电站锅炉低温排烟余热高能级深度利用的示范技术”及基于整体集成优化的最优的传热元件配套装置。
七、烟气余热高能级深度利用结论
7.1高负荷工况下可实现整个系统能量匹配。
7.2除尘器入口烟温可降低到90±1℃
7.3水媒暖风器将空预器入口风温可升至50℃-60℃；
7.4空预器的旁路烟气量所占比例约10%左右；
7.5各换热设备增加的系统烟/风侧阻力如下表所示，空预器烟气侧阻力0.92kPa，高温省煤器与低温省煤器烟气总阻力为0.61 kPa，在设计范围内。
论文作者:宁海琪,伊皓,余胜军,李安
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/6
标签：省煤器论文; 烟气论文; 预热器论文; 旁路论文; 余热论文; 能级论文; 低温论文; 《电力设备》2017年第2期论文;