低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐的應(yīng)用

黃興業(yè)

（中國(guó)電建集團(tuán)甘肅能源投資有限公司，甘肅蘭州，730030）

低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐的應(yīng)用

黃興業(yè)

（中國(guó)電建集團(tuán)甘肅能源投資有限公司，甘肅蘭州，730030）

低溫省煤器技術(shù)是為了充分節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，深度利用鍋爐排煙余熱的一項(xiàng)技術(shù)，針對(duì)當(dāng)前電廠鍋爐的排煙溫度過高的問題，這項(xiàng)技術(shù)便成為近年來(lái)發(fā)電廠有效降低鍋爐排煙溫度的一項(xiàng)很實(shí)用的方法。

省煤器;排煙溫度;低溫腐蝕;余熱回收

1 設(shè)置低溫省煤器的目的及意義

鍋爐的各項(xiàng)熱損失中，排煙損失是最大的，約占鍋爐熱損失的60%——70%。排煙溫度是影響鍋爐排煙熱損失的主要因素，電站鍋爐的排煙溫度一般設(shè)計(jì)在110℃——160℃。實(shí)際運(yùn)行中，由于尾部受熱面積灰、漏風(fēng)以及燃燒工況的影響，許多鍋爐的排煙溫度還要高出設(shè)計(jì)值很多。針對(duì)時(shí)下資源短缺、國(guó)家大力提倡節(jié)能降耗的現(xiàn)狀，發(fā)電廠通過回收余熱的方法，在合理的條件下盡量降低鍋爐的排煙熱損失，達(dá)到最大程度的能源利用，對(duì)于節(jié)能降耗具有非常重要的意義。

2 低溫省煤器設(shè)計(jì)方案的選擇

2.1 低溫省煤器煙氣側(cè)的布置

加裝低溫省煤器，首要考慮低溫腐蝕對(duì)它的影響；另外，由于其傳熱系數(shù)與傳熱溫差都比較小而且體積比較大，所以要綜合考慮它在鍋爐尾部的布置位置。目前，國(guó)內(nèi)電站低溫省煤器煙氣側(cè)的布置主要有三種方案：一、電除塵前布置，二、電除塵后布置，三、電除塵前后兩級(jí)布置。方案一系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，初期投資低，除塵效率高，結(jié)合我廠實(shí)際情況，經(jīng)過研究，決定采用第一種布置方案。

1、2號(hào)機(jī)組在兩臺(tái)鍋爐空預(yù)器后，電除塵前增加了低溫省煤器，低溫省煤器布置在除塵器的2個(gè)入口煙道的豎直段，每個(gè)入口煙道的豎直段布置低溫省煤器受熱面。每個(gè)煙道的低溫省煤器受熱面做成3個(gè)模塊，每個(gè)模塊進(jìn)、出口小集箱均設(shè)置一個(gè)手動(dòng)隔離門，以便當(dāng)其中1個(gè)分區(qū)出現(xiàn)泄漏時(shí)能退出該模塊運(yùn)行，便于維護(hù)，也便于發(fā)生泄漏時(shí)隔離，2個(gè)煙道共6個(gè)模塊，每個(gè)煙道的3個(gè)模塊均水平布置，2個(gè)煙道每一側(cè)均設(shè)置了進(jìn)回水手動(dòng)總門，以便單側(cè)低溫省煤器可以隔離。同時(shí)，每個(gè)模塊設(shè)置一臺(tái)聲波吹灰器，有效防止低溫省煤器積灰。

2.2 低溫省煤器工質(zhì)側(cè)的布置

低低溫省煤器在熱力系統(tǒng)中的連接方式，直接影響到它的經(jīng)濟(jì)效果和運(yùn)行的安全、可靠性。低低溫省煤器聯(lián)入熱力系統(tǒng)的方案很多，就其本質(zhì)而言，只有串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。我廠采用并聯(lián)接入熱力系統(tǒng)的方案，即低溫省煤器與#6低加采用并聯(lián)方式。

低溫省煤器冷卻水取自于汽機(jī)側(cè)凝結(jié)水，經(jīng)變頻增壓泵（一運(yùn)一備）輸送至布置在兩個(gè)煙道的低溫省煤器。取水位置在#6低加入口手動(dòng)門前，加熱后的回水分兩部分，一部分在#5、6低加水側(cè)投運(yùn)的情況下與#6低加出水混合后進(jìn)入#5低加（注：在#5、6低加水側(cè)未投運(yùn)的情況下回水至#5低加出口手動(dòng)門后）。另一部分回水（簡(jiǎn)稱熱水）經(jīng)低溫省煤器再循環(huán)管輸送至變頻增壓泵前與冷水混合，再通過變頻增壓泵輸送至低溫省煤器加熱，再循環(huán)用于調(diào)節(jié)進(jìn)入低溫省煤器入口的水溫。

3 低溫省煤器系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行

3.1 低溫腐蝕問題

3.1.1 材料的選擇。由于低溫省煤器的進(jìn)水和出水溫度都比較低，因此可確定低溫省煤器是處于酸腐蝕條件下長(zhǎng)期工作，為了提高低溫省煤器的使用壽命，選用耐腐蝕材料是抵抗低溫腐蝕的常用方法。常用的抗腐蝕材料分為金屬材料和非金屬材料。

非金屬材料：a、玻璃管雖防腐性能好但易碎，不是理想材料。b、搪瓷管是較理想的抗腐蝕材料，但搪瓷管難加工，只能做成光管的型式，難以翅片化。c、氟塑料材質(zhì)可有效解決煙氣腐蝕問題，對(duì)煙氣組分、壁溫、酸露點(diǎn)無(wú)特殊要求，可以超低溫運(yùn)行，使用壽命長(zhǎng)。但材料依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，且換熱效率低、面積較大，布置要求高。

金屬材料：目前國(guó)內(nèi)的低溫省煤器設(shè)計(jì)，多選用 ND 鋼。ND鋼在一定濃度硫酸溶液的環(huán)境中，溶解發(fā)生鈍化，并在鋼的表面產(chǎn)生一層富 Cu、Cr、Sb 等合金元素，使它具有較強(qiáng)的耐硫酸腐蝕性能，可減緩腐蝕速度，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，與其它耐腐蝕鋼相比具有一定優(yōu)勢(shì)。

3.1.2 溫度的控制。華亭電廠2臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐采用爐內(nèi)脫硫，空預(yù)器出口SO2質(zhì)量濃度控制在200mg/m3，根據(jù)我廠燃料成分計(jì)算得煙氣酸露點(diǎn)溫度為93.62℃，試驗(yàn)表明: 金屬的腐蝕與換熱面的金屬壁面溫度有關(guān)。運(yùn)行中只要控制低溫受熱面壁溫在酸露點(diǎn)溫度10℃以上，即低溫省煤器管壁溫度最低在105℃以上，就能避免低溫腐蝕，換熱面也能避免出現(xiàn)粘性積灰。

控制低溫省煤器壁溫在105℃以上，就要控制2臺(tái)增壓泵出口溫度即低溫省煤器入口溫度。低溫省煤器進(jìn)口水溫的確定應(yīng)綜合考慮傳熱經(jīng)濟(jì)性及腐蝕對(duì)設(shè)備壽命的影響，如選取較低的進(jìn)口水溫，雖然能增大傳熱溫差，提高換熱效率，。低溫省煤器安裝在電除塵入口，由于煙氣的熱量被低溫省煤器吸收了一部分，則進(jìn)入電除塵器的煙氣溫度與體積流量都會(huì)相應(yīng)的降低，研究和實(shí)踐證明，飛灰的比電阻會(huì)隨著煙氣溫度的降低而降低，帶來(lái)的效果是電除塵器的除塵效率的增高；當(dāng)從低溫腐蝕的角度考慮時(shí)，由于低溫省煤器的加入進(jìn)一步降低了煙溫，這就加大了電除塵器的防腐難度，進(jìn)而加重了其內(nèi)部堵灰。

綜合考慮低溫省煤器以及電除塵的防腐，在低溫省煤器的運(yùn)行過程中，關(guān)鍵的一點(diǎn)就是要控制低溫省煤器的入口溫度。75℃以上的入口水溫既能滿足低溫省煤器管壁溫度在105℃以上，又能兼顧低溫省煤器出口溫度在110℃以上。因此，在高負(fù)荷情況下，盡可能將進(jìn)水溫度靠近75℃來(lái)提高換熱效率，達(dá)到降低排煙溫度的效果，而在低負(fù)荷情況下，先保證低溫省煤器進(jìn)口水溫滿足要求，后保證低溫省煤器出口煙溫，然后逐漸提高入口水溫，切保證出口煙溫的方式進(jìn)行調(diào)整。

3.2 #6低加凝結(jié)水量的控制問題

在低溫省煤器水溫、煙溫調(diào)整過程中嚴(yán)密監(jiān)視進(jìn)入#6低加的水量，以防#6低加干燒，進(jìn)入#6低加水量暫要求按照≥30t/ h控制，進(jìn)入#6低加水量數(shù)值計(jì)算方式：凝結(jié)水流量-冷渣器冷卻水流量-低溫省煤器冷卻水水量。

進(jìn)入#6低加水量低至30 t/h時(shí)可以考慮打開#5低加危急放水電動(dòng)門以減少進(jìn)入#6低加的疏水量，進(jìn)入#6低加水量低至10 t/h以下時(shí)可以考慮解列#6低加汽側(cè)以防干燒。

4 經(jīng)濟(jì)性分析

1.低溫省煤器可將排煙溫度由最高的160℃降低至110℃左右，充分降低了鍋爐排煙熱損失，提高了鍋爐效率。2.低溫省煤器將進(jìn)入#5低加的凝結(jié)水溫度提高到109℃左右，減少了進(jìn)入低加的抽氣量，多余的蒸汽可以進(jìn)入汽缸繼續(xù)做功，提高了機(jī)組循環(huán)熱效率。3.余熱回收利用，可以進(jìn)一步降低鍋爐煤耗。4.電除塵入口的煙氣溫度降低，提高了單位體積內(nèi)煙塵的含量，進(jìn)而提高了電除塵效率。5.低溫省煤器的設(shè)置，毫無(wú)疑問增加了煙道阻力，即可能會(huì)增加引風(fēng)機(jī)的電耗，這一點(diǎn)需要長(zhǎng)期的試驗(yàn)論證。

5 結(jié)論

低溫省煤器的運(yùn)用必須充分考慮低溫腐蝕的影響，才能達(dá)到提高鍋爐熱效率、節(jié)能減排的目的。低溫省煤器技術(shù)不僅為電廠節(jié)約了能源、減輕了污染， 也進(jìn)一步證明了低溫省煤器是現(xiàn)階段改變鍋爐排煙溫度過高的一種可行的、經(jīng)濟(jì)的、合理的方法。

[1]鄒祥波，周恂，吳云強(qiáng).燃煤電廠煙氣中的VOCs治理技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊.2013,32(6):57-62.

Application of low temperature coal saving technology in power plant boiler

Huang Xingye
（China Electric Power Construction Group Gansu Energy Investment Co.,Ltd.,Lanzhou,Gansu，730030）

The technology of low temperature economizer is in order to save energy, protect the environment, the depth of using a technology of exhaust waste heat boiler,the flue gas temperature of the boiler is too high, this technology has become the power plant in recent years a very effective and practical method to reduce the exhaust temperature of the boiler.

coal saving device；exhaust temperature；low temperature corrosion；waste heat recovery