（陕西亚华煤电集团锦界热电有限公司 陕西榆林 719000）
摘要：众所周知，对电站锅炉而言，排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项，占锅炉热损失的70~80%。影响排烟热损失的一个重要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每降低15℃左右，可使锅炉效率增加1%。降低排烟温度是提高锅炉效率，节约机组煤耗的主要措施之一。同时，燃煤电厂锅炉降低排烟温度能够提高除尘器的除尘效率，减少污染物的排放。为了减少排烟损失，降低排烟温度，我们利用低压省煤器加热机组凝结水或者热网回水，来降低排烟温度，提高电厂的经济性。
关键词：低压省煤器；排烟温度；煤耗
1.机组简介
锦界热电公司#1、#2锅炉型号为2×UG-75/3.82-M43，单锅筒，自然循环，集中下降管，倒U形布置的固态排渣煤粉炉，锅炉采用正四角直流煤粉燃烧器，制粉系统为中储式乏气送粉系统，锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，水平烟道布置了两级对流换热器，尾部竖井烟道中交错布置两级省煤器和两级空气预热器。#1、#2汽轮机型号为2×C15-3.43/0.98，中压、单缸、冲动、抽汽凝汽式汽轮机，布置有三段中间抽汽回热系统。2014年锅炉经过低氮脱硝改造，由于锅炉结构空间狭小以及多方原因，投运后排烟温度上升到165℃以上，排烟损失增大。烟气温度升高，体积流量增大，降低了电除尘的工作效率，同时高温烟气威胁到脱硫塔的运行安全。
2.低压省煤器改造方案
2.1 方案论证
为了减少排烟损失，降低排烟温度，提高电厂的经济性，利用低压省煤器加热机组凝结水或者热网回水，从而降低排烟温度。经过反复核算，我们从理论上论证了增设低压省煤器在继续降低排烟温度是切实可行的：
（1）可以实现排烟温度的大幅度降低，根据锅炉负荷及燃烧情况变化，可降低排烟温度50~60℃，甚至更多。
（2）对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响。由于低压省煤器布置在锅炉的最后一级受热面（下级空气预热器）的后面，它的传热行为对于锅炉的一切受热面的传热均不发生影响，既不会降低入炉热风温度而影响燃烧，也不会使空气预热器的传热量减少。
（3）具有良好的煤种和季节适应性。低压省煤器出口烟气温度可根据季节和煤质（主要是含硫量变化）进行调节，以实现节能降耗和防止低温腐蚀的综合要求。
（4）如果低压省煤器吸收的热量用于加热热网回水，相对于热网需求的热量，低压省煤器吸收的的热量相对较小，对热网系统不会有大的影响，只是节省了加热热网换热器的工业抽汽，节省的工业抽汽（Ⅰ段）无论是作为工业蒸汽外用还是在汽轮机继续膨胀做功用于发电（热电转化率在20%左右），都具有很高的经济价值。
（5）如果低压省煤器吸收的热量用于加热机组凝结水，机组凝结水被加热升高温度后返回汽轮机低压加热器系统，相当于低压省煤器代替部分低压加热器的作用，从而节省了汽轮机的回热抽汽，在汽轮机进汽量不变的情况下，节省的抽汽（Ⅲ段）在汽轮机继续膨胀做功（热电转化率在10.5%左右），因此，在燃料消耗量不变的情况下，可获得更多的发电量。
2.2 方案简介
低压省煤器的热力系统图如附图1所示。根据电厂运行调整，低压省煤器可以切换进行加热机组凝结水或者小区热网回水，在非采暖期加热机组凝结水，其进口水取自低压加热器的出口，通过低压省煤器的凝结水吸收烟气热量后，进入除氧器，从而减少了低压回热系统的抽汽量，实现了烟气热量的回收利用；在采暖期加热小区热网回水，热网回水通过低压省煤器初步加热后，进入换热器进行继续加热，从而减少了换热器的进汽量，实现了烟气热量的回收利用。
低压省煤器总体布置采用了管排逆流布置，省煤器本体安装于电除尘前上行烟道内，锅炉排烟从空气预热器流出，经水平烟道转弯后上行，在烟道内自下而上冲刷低压省煤器蛇形管束，低压省煤器采用ND钢，可有效避免烟气酸腐蚀。由凝结水系统过来的低压水，经布置在上方的低压省煤器入口集箱进入低压省煤器，自上而下经蛇形管排流出出口集箱，进入凝结水除氧器入口管道。实现了介质、烟气的逆向流动，一方面可大大提高低压省煤器的传热系数，解决尾部竖直烟道狭小难以布置大量换热面积的问题；另一方面，可使排烟温度的降低不受介质出口水温的限制，最大限度地降低排烟温度。低压省煤器主要结构和设计参数见下表。
低压省煤器结构和设计参数
3.运行结果与效益分析
低压省煤器于2015年10月底在#1炉除尘器前安装，冷却水临时采用了厂区供暖系统回水。投运后，回收热能约5GJ/h左右，替代了一期厂区供热蒸汽，低压省煤器后烟温保持在110℃左右，厂区水暖供热温度在80℃左右，系统运行稳定。
作为长期节能和系统的安全性，我们对方案做进一步的完善，利用低压省煤器加热机组凝结水，该系统于2016年04月03日投运，至今运行稳定、可靠。经测试各项指标均达到设计要求，尤其是烟气温度降和烟气流阻的控制更是优于设计值。通过低压省煤器进水温度和流量的调节，锅炉排烟温度最低可降至105℃以下。但考虑到低温腐蚀，目前煤质下控制排烟温度在106℃~110℃运行。机组运行于主要调试数据如下表所示。
通过上述数据计算可知，单台炉烟气温度降达65℃，吸收烟气热量约7.7GJ/h，加热凝结水流量约40T/h，温升约34℃，极大的排挤了了低压加热器及除氧器的进汽量，排挤的抽汽在汽轮机继续膨胀做功，转化为电能，在主蒸汽流量不变的情况下，发电机每小时可多发电约200 KWh。按全年运行8000小时、机组煤耗 420g/KWh折算，年节约标煤约672T，机组标准煤耗降低7g /KWh。
同时，电除尘的烟气温度降低，可以大幅度提高电除尘效率，同时也解决了高温烟气对脱硫塔安全运行带来的危险。
由此可见，增设低压省煤器加热机组凝结水具有极大的经济效益，而且如果在采暖期加热小区热网回水，可以减少机组Ⅰ段抽汽量，其膨胀做功能力更强，电能转化率约20%左右，较加热机组凝结水（Ⅲ段抽汽继续膨胀做功电能转化率约10.5%）有更好的经济效果。因此在采暖期烟气热能用于小区供暖系统，在非采暖期用于加热机组凝结水，能将经济效益最大化，仍需要继续完善低压省煤器系统。
4.结论
经采用以上增设低压省煤器的改造方案，加热机组凝结水系统投运后可降低机组标准煤耗近7g /KWh，单台锅炉年节约标准煤672T以上。低压省煤器加热小区热网回水系统随着供热投运后，将会取得更大的收益。
论文作者:王礼
论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/28
标签：省煤器论文; 低压论文; 凝结水论文; 温度论文; 烟气论文; 排烟论文; 锅炉论文; 《电力设备》2017年第35期论文;