摘要：本文概述了低温省煤器的主要发展背景和原理，重点研究了低温省煤器在火力发电厂的应用，并研究了其发展方向，最后对全文进行了总结。
关键词：低温省煤器；火力电厂；应用
1 前言
低温省煤器在火力发电厂中有着十分重要的作用，直接关系到煤炭资源的消耗和火力发电的成本，因此，探究低温省煤器在火力电厂中的运用具有十分重要的意义。
2 低温省煤器的主要发展背景和原理
火力发电厂的主要能量来源是燃料燃烧所释放出的热能，将这部分热能转化为日常需要的用电。就我国的目前情况而言，绝大多数的火力发电厂在选择燃料时都会选用煤炭、天然气以及石油等能源，这些燃料具备一个共同的特点，那就是其中都蕴含一定的硫元素。在火力发电厂的发电过程中，硫经过燃烧阶段将会变成新的物质氧化硫气体，主要存在于燃烧后的气体中，使锅炉烟气的露点温度高达九十到一百一十度。在这种状态下，烟气中的水蒸气将会凝结成水滴同氧化硫之间发生反应生成硫酸。硫酸具有强烈的腐蚀性，极有可能腐蚀到钢材设备，对设备造成巨大的损害。
烟气中往往还会蕴含一定的水汽，在凝结后会使受热面管子变得潮湿，进而加剧粉尘在受热面上的沉积和堵塞。为此，火力发电厂必须将排烟的温度设定在一百四十度到一百五十度之间。设定的温度之所以远高于烟气露点温度主要就是为了避免酸腐蚀以及堵灰。但是这种做法在本质上却显得顾此失彼，虽然解决了酸腐蚀等方面的问题，却在无形之中增加了热量的损失，长此以往将会产生巨大的浪费。然而，随着能源的日希短缺以及人们节能环保意识的不断增强，人们开始逐渐重视其火力发电厂的节能问题。相关的电力行业工程师在不断地努力探究中终于取得了一定的进步和突破。具体来说，就是通过减少火力发电站锅炉排烟热量的散失和浪费，对其加以更加充分的利用来创造更大的价值。这种方法具有较高的环保属性，不仅能过减少发电成本还能对环境起到一种保护作用。其具体地原理在于能够以电站的化学补充水或凝汽器凝结水作为冷却水，并且可以在结露的烟气环境中工作，具有较强的防腐蚀不堵灰作用。
3 低温省煤器在火力发电厂的应用
3.1 新型低温省煤器的结构
从结构上的角度来看，低温省煤器主要是由受热面蛇形管、机械清灰器、上下联箱以及箱板等四部分构成。清灰板的数量应当在三块左右，其中的每块清灰板都要根据一定的标准来进行相应孔的钻取，并且孔的直径应当被尽量控制在大于受热面管子零点五毫米左右的范围内。清灰板彼此之间通过钢板条的焊接进行相连，构成一个具有较高稳定性的整体。实际的驱动装置则由电动机、齿轮、皮带轮以及螺杆螺母组成。当低温省煤气开始工作时，烟气要进过受热面管子放热，冷却水则要由联箱进入到低温省煤气，对受热管的内表面起到一种冲刷的作用，并与烟气形成一种热量，随后于上联箱离开低温省煤器。而清灰板则会在驱动装置的推动下去进行冲刷烟气的工作，将受热管外的积灰清除。
3.2 低温省煤器热力连接方式
低温省煤器在热力系统中的连接方式涉及余热回收系统的经济性和计算方法，对整个余热回收系统运行的安全性、可靠性有着很大影响。低温省煤器接入热力系统的方式大体上可以分为3种：串联系统，并联系统及混合联系统。图中低加为低压加热器。
3.2.1串联系统
低温省煤器串联于低加之间，成为热力系统的一个组成部分。串联系统的优点是流经低温省煤器的水量大，排烟余热利用率较高，经济效益较好。其缺点是增加了低加系统凝结水流的阻力和低加系统凝结水泵的压头。
3.2.2并联系统
并联系统的优点是可以不增加汽轮机低加系统凝结水泵扬程，因为低温省煤器绕过低加，所减少的水阻力足以补偿低温省煤器及其连接管道所增加的阻力。此外，并联方式低温省煤器系统是独立的旁路，便于停用和检修，对汽轮机低加系统影响可以忽略。缺点是低温省煤器的传热效果低于串联系统。
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3.2.3混合联系统
混合联系统综合了串、并联系统的优点，根据汽轮机低加系统中各级低加进、出口温度，在机组各工况下控制进入低温省煤器的凝结水温，使低温省煤器的受热面处于低速率腐蚀区间内，可以有效延长低温省煤器的使用寿命，保证低温余热回收系统长期、安全运行。该连接方式的缺点是凝结水管路比较复杂，由于相对提高了进入低温省煤器的凝结水温，所以换热面积会增大。混合联方式也是现在业内低温省煤器最常用的热力连接方式。
3.3 低温省煤器的安装位置
大多数情况下，低温省煤器的主要流程是烟气经过锅炉排出进入到除尘器中，之后流经引风机和烟囱，并排入大气之中。但是要坚持具体问题具体分析的原则，因此省煤器安装位置应当根据实际情况来进行。当锅炉系统配备了电气除尘器或者布袋除尘器时，低温省煤器的安装位置应当被安排在引风机与烟囱之间，也可以根据实际条件安放在烟囱之中，但是在这种情况下要对低温省煤器在结构上进行适当调整。而对于那些使用湿式除尘器的锅炉来讲，对于低温省煤器的安装位置最好应当选择在锅炉自身和除尘器双方的间隔处。
3.4 布置在除尘器前烟道内的优点
（1）回收烟气余热，提高机组经济性。
（2）烟气经低温省煤器降温后，烟气体积减小，飞灰比电阻降低，可大大提高除尘器的除尘效率，如此，新建机组除尘器设计规格更小、能耗更低、占地更少，改造机组可实现更高的除尘效率，降低排放烟气中的含尘量。
（3）烟温降低，烟气体积减小，对于新建机组，低温省煤器出口的烟道断面可减小，节约钢材耗量。
（4）烟温降低，烟气体积减小，引风机和脱硫增压风机容量相应减小，可降低引风机和脱硫增压风机能耗。
（5）对于湿法脱硫装置，由于脱硫装置入口烟温降低，蒸发水分少，可节约脱硫用水。
（6）如将除尘器入口烟温降至酸露点以下，并配置低低温除尘器，则还可以除去绝大部分S03。
低温省煤器出口烟温比布置在脱硫前高出10巧℃，由于低温省煤器处于除尘器之前，会造成受热面磨损及灰堵。
3.5 布置在脱硫装置前烟道内的优点
（1）低温省煤器布置在引风机后至脱硫装置前，可充分利用引风机温升，更大化提高烟气余热利用率。
（2）经过除尘器除尘，低温省煤器工作环境含尘少，对换热管的磨损较小，运行风险大为降低。
（3）对于湿法脱硫装置，由于脱硫装置入口烟温降低，蒸发水分少，可节约脱硫用水。
4 低温省煤器在火力发电厂中运用的发展方向
从设计结构上看，新型低温省煤器不仅可以解决问酸腐蚀等方面的问题，而且可以减少受热面灰堵灰问题。但是也不能一概而论，而是要根据具体的情况来进行机器拆开，清理死角的积灰。新型低温省煤器的利用对于社会具有重要的现实意义，在当前能源紧张的背景下，省煤器的大规模利用将会在很大程度上保障资源可再生利用。虽然新型低温省煤器运行也消耗大量能源，但是由于它回收的热量要比消耗的热量高，所以也不存在浪费等现象。从技术经济上看，采用新型低温省煤器相对技术经济方面来说是比较客观的，制造费用可以在短期内收回。但是由于低温省煤器的体积较大，电厂根据实际情况要对锅炉现场布置进一步进行研究。当然这只是一个设想，具体实施还要根据当时的实际情况进行了研究。比如湿式除尘器锅炉系统便不适合这种方法。
5 结语
面对当前世界能源储量的不断下降以及能源价格的不断上升，低温省煤器将会在火力发电厂中得到更多的应用，并且在相关的技术上也将得到不断地弥补和改进，发挥出更大的功效。
参考文献：
[1]李卫红，吴发源.低温省煤器在火力发电厂中的运用探讨[J].电力勘测设计，2017，4：32-38.
[2]李继荣.锅炉余热利用装置低压省煤器的热力分析及优化设计[D].华北电力大学，2016.
论文作者:张莹莹
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：省煤器论文; 低温论文; 烟气论文; 火力发电厂论文; 系统论文; 除尘器论文; 余热论文; 《基层建设》2019年第16期论文;