摘要：在目前的电厂锅炉发电中，煤炭作为最主要的供热来源，在电厂发电中应用比较广泛，随着，煤炭资源的大量使用，能源紧张的状态更加凸显，为了实现电厂锅炉燃煤发电的能源节约，减低燃煤的污染气体排放等，很多电厂锅炉发电系统中安装有地温省煤器，该节能设备能够有效利用锅炉燃煤的声誉热量，实现燃煤节约和绿色生产目标。本文就低温省煤器技术进行探究，研究其在电厂锅炉的应用情况。
关键词：低温省煤器；电厂锅炉；节能
低温省煤器作为一种热能循环回收的装置，能够将电厂锅炉发电中燃煤排放的气体热能重新带入燃烧系统，为系统供热，实现有效的节能目标，降低发电成本，且对于降低排放的气体温度也具有一定作用，对于缓解城市的温室效应具有重要作用。实践证明，低温省煤器技术在电厂锅炉发电中的应用效果较好，值得推广应用。
1.低温省煤器在电厂锅炉中应用的积极作用
如下图1所示，为低温省煤器的简要结构图：
图1 低温省煤器结构简图
低温省煤器的主要工作流程是借助系统中的低压加热器水侧的凝结水实现烟气冷却，替代汽轮机的某段低压抽汽，被替代的抽汽会持续在汽轮机中膨胀做功，这就使得被利用的低品位热量替代汽轮机抽汽中的热量，实现节省的热量继续在电厂锅炉热力循环中发挥价值。实际上，低温省煤器就是为汽轮机的换热系统提供了系统以外的热量来源，减少了系统内部生产热量产生的能源消耗，有效的削弱了锅炉排烟的热损失，实现电厂锅炉能源利用效率的显著提升。虽然低温省煤器能够发挥一定的节能效果，但是在使用低温省煤器后，凝结水的温度相应也会提升，导致回热抽汽量减少，这在一定程度上会增加凝汽器的冷凝分量和排汽热损失循环效率也会因此下降。不过，值得肯定的是，使用低温省煤器的积极作用还是远远大于消极作用的，该技术设备的使用对于提升全厂的热效率具有重要作用。
2.低温省煤器的节能原理和优点
2.1低温省煤器的节能原理：
给循环增加一个回热过程。提高吸热平均温度。从而增加循环效率。
在锅炉（汽包锅炉）的启动过程中，由于其汽水管道的循环没有建立，即锅炉给水处于停滞状态，此时省煤器内的水处于不流动的状态。随着锅炉燃烧的加强，烟气温度的提高，省煤器内的水容易产生汽化，使省煤器的局部处于超温状态。为了避免这个情况的出现，从汽包的集中下水管再接一管道到省煤器的入口，作为再循环管道，使省煤器内的水处于流动状态，避免其汽化。
2.2低温省煤器优点
使用低温省煤器进行节能减耗，提升系统运行效率，具有一定的可靠性和可行性，低温省煤器能够合理控制受热面金属壁温，避开烟气露点。这是保证受热面不泄漏的前提条件，所有方案必须先满足这一条件。采用H型作为换热原件，传热效率高，结构紧凑，积灰少、防磨性能好、整体钢性强等特点，排烟余热回收效果好。高温段和低温段之间留有检修和维护间隙（一般500～600mm），为检修提供便利。与烟气接触部件低温段采用耐liu酸腐蚀钢制造，保证整机运行寿命≥10年。烟气进口采用导流板及防磨管结构，进烟均匀，有效减小磨损。
3.低温省煤器的结构组成
如下图2所示，为低温省煤器的总装结构图：
图2 低温省煤器总装结构图
如图所示，低温省煤器主要是受热面馆、箱板、清灰器、上联箱和下联箱组成，通过使用固定螺栓将钢板固定成长方体结构，这就是低温省煤器的箱体结构。低温省煤器的主要工作是对烟气侧和工质侧热量实现交换。因为烟气侧的换热系数不高，一般会选择换热系数相对较大的管束，多采用在光管外部加装翘片的做法来增加换热面积，达到提升换热系数的效果。而使用的翘片管中，包括多种类型，类似高频焊接型翘片管、H型翘片管、整体型螺旋翘片管等等，而在众多的翘片管中，整体型螺旋翘片管效能最佳，换热系数疼明显高于其他翘片管，因此在发电锅炉中的应用也更加广泛。
在低温省煤器系统中，又可以根据排烟和给水流向将其划分为顺溜以及逆流两种不同的形式，其中的顺流的优点在于传热温差不大，换热面积较大，金属损耗也较大。加上工质出口壁面温度较高，其产生的酸性腐蚀几率减小，不过考虑到这种方式的经济效果不佳，因此不作考虑。而逆流式除了能够获得较大的传热温差外，换热的效果也比较理想，对于金属消耗少，不过其工质进口位置烟温不高，工质温度也相对更低，容易导致对管外壁酸腐蚀严重，所以需要对于进入省煤器的凝结水温度进行控制，从而达到对于排烟温度的有效控制，保持排烟温度大于烟气中酸露点温度。
4.低温省煤器在我国电厂锅炉中的应用情况
现阶段，我国的发电厂中，对于低温省煤器的使用可谓是比较普遍的，加上低温省煤器的相关技术还在进一步研究和完善中，低温省煤器的设备性能还在进一步优化中，未来一定能够达到理想的节能降耗效果。学者林万超提出了余热利用的梯级开发和多级利用理念，对于不同连接方式的热力过程进行分析，重点分析了低温省煤器在各种连接方式下的作用、结构和应用的经济效益和环境效益。黄新元指出了借助数学模型对于低压加热系统的低温省煤器应用中，能够实现对应的最优水量、布置方式、尾部受热面、级数确定都能够的优化目标。周振起指出电厂的热经济性分析，对于低温省煤器的使用经济效果进行分析，得出最大引水位置的确定，实现热经济效率的最大化目标。随着低温省煤器技术的进一步优化升级，该技术设备又得到了更新发展，其中的热管式低温省煤器具有很好的抗腐蚀性能，能够对于系统堵灰现象进行有效处理，节能减耗的效果比较突出。
目前国内电站锅炉的排烟温度大都在120℃～140℃之间，有的甚至达到160℃以上。因此，我国的锅炉排烟温度降低的幅度很大，相应的可以降低的标准煤耗的数量也是很可观的。在一般的锅炉排烟温度下，锅炉排烟也是个潜力很大的余热源，可以利用很多新的技术和设备降低锅炉的排烟温度。排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，一般约为5%～12%，占锅炉热损失的60%～70%。影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10℃，排烟热损失增加0.6%～1.0%，相应多耗煤1.2～2.4g/kwh。采用低温省煤器，能够有效利用这些多余的热量，实现电厂发电过程的节能减耗目标，提升发电厂的能源利用效率和经济效益。
总结：低温省煤器对于发电厂的锅炉发电来看，具有诸多优势，对此，将其应用于电厂锅炉发电系统中，具有一定的可行性和可靠性，电厂可以广泛使用这一技术设备，实现节能减耗目标，实现有效发展。
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论文作者:何光
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：省煤器论文; 低温论文; 锅炉论文; 电厂论文; 排烟论文; 温度论文; 烟气论文; 《电力设备》2018年第16期论文;