300 MW直接空冷機(jī)組增設(shè)低溫?fù)Q熱器的效果分析

牛亞全 楊建峰

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720136

摘要：通過對(duì)某300WM機(jī)組進(jìn)行煙氣余熱回收裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，將低溫?zé)煔庥酂峄厥昭b置布置于除塵器入口煙道上，該裝置可全年投運(yùn)，具有良好的節(jié)能環(huán)保效益，經(jīng)計(jì)算BMCR工況下可將煙氣溫度從150℃降低到95℃，裝置投運(yùn)后，經(jīng)計(jì)算可節(jié)約煤耗2.39（g/kW·h），節(jié)水15.91t/h。

關(guān)鍵詞：煙氣余熱；低溫?fù)Q熱器；除塵效率

內(nèi)蒙古自治區(qū)主流300MW火電機(jī)組的鍋爐排煙溫度設(shè)計(jì)值大都在120℃～130℃之間，為了節(jié)水該地區(qū)大部分火電機(jī)組為直接空冷機(jī)組，在夏季由于環(huán)境溫度較高，機(jī)組背壓經(jīng)常維持在30kpa左右的高位運(yùn)行，排煙溫度通常會(huì)高于150℃，排煙溫度高會(huì)導(dǎo)致鍋爐效率降低、設(shè)備工作環(huán)境惡化等較多不利影響[1]。排煙損失是鍋爐運(yùn)行中最重要的一項(xiàng)熱損失，一般約為4%～8%，占鍋爐熱損失的60%～70%，影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加10℃，排煙熱損失增加0.6%～1%，相應(yīng)多耗煤1.2%～2.4%[2]。所以，降低排煙溫度對(duì)于節(jié)約燃料和降低污染具有重要的實(shí)際意義，實(shí)踐中以降低排煙溫度為目的的鍋爐技術(shù)改造較多。但由于大多數(shù)電廠尾部煙道空間太小，防磨、防腐要求較高，引風(fēng)機(jī)的壓頭裕量不大等實(shí)際情況。為了降低排煙溫度，減少排煙損失，提高電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，可考慮在煙道上加裝低溫?fù)Q熱器。

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 機(jī)組概況

某電廠 2×300MW 機(jī)組配套哈爾濱鍋爐廠按照美國ABBCE公司技術(shù)制造生產(chǎn)的HG1056/17.50YM39型，亞臨界壓力，自然循環(huán)單爐膛，單汽包，一次中間再熱、平衡通風(fēng)汽包爐。鍋爐采用緊身封閉П型布置、固態(tài)排渣、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。鍋爐采用四角切園燃燒方式，制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式制粉系統(tǒng)。

1.2 低溫?fù)Q熱器系統(tǒng)概況

低溫?fù)Q熱器本體安裝于空氣預(yù)熱器和除塵器之間的水平煙道內(nèi)。每臺(tái)鍋爐空預(yù)熱器和除塵器之間有四個(gè)水平煙道，對(duì)應(yīng)每個(gè)入口水平煙道設(shè)置一臺(tái)低溫?fù)Q熱器。低溫?fù)Q熱器的換熱形式為煙氣水換熱器，換熱器安裝在除塵器入口煙道上；低溫?fù)Q熱器取水點(diǎn)、回水點(diǎn)方案為7號(hào)低加入口與6號(hào)低加入口水混合至70℃取水，5號(hào)低加入口回水。低溫?fù)Q熱器工藝布置圖如下圖所示。

低溫?fù)Q熱器工藝布置圖

本設(shè)計(jì)是在原有系統(tǒng)的煙道內(nèi)設(shè)置低溫?fù)Q熱器，將排煙溫度由較高的150.0℃降低到95.0℃，實(shí)現(xiàn)降低排煙溫度的節(jié)能改造；低溫?fù)Q熱器回收的煙氣余熱加熱凝結(jié)水，減少汽輪機(jī)抽汽，提高電廠效率；低溫?fù)Q熱器是獨(dú)立的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)能夠解列，不影響機(jī)組正常運(yùn)行。

2 機(jī)組節(jié)煤量分析

排煙溫度按150.0℃計(jì)算。低溫?fù)Q熱器系統(tǒng)進(jìn)口由7號(hào)低加入口與6號(hào)低加入口水混合至70.0℃取水，出口回水點(diǎn)位于5號(hào)低加入口。

在非供暖期，低溫?fù)Q熱器系統(tǒng)出口水溫為115.1℃，經(jīng)計(jì)算節(jié)省發(fā)電煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。與原工況相比，在保持發(fā)電功率與抽汽量不變的情況下，6號(hào)低加抽汽流量減少1614t/h，7號(hào)低加抽汽流量減少21.48t/h，由于發(fā)電量增加而導(dǎo)致的凝汽器進(jìn)氣量減少6.75t/h，總的凝汽器進(jìn)氣量增加3106t/h。

某電廠非供暖期中5、8、9、10月低溫?fù)Q熱器系統(tǒng)排擠抽汽31.06t/h，凝汽器進(jìn)氣量增加31.06t/h后，導(dǎo)致排汽壓力從1666kPa升高到18.23kPa，由此造成的發(fā)電煤耗增加為1.70（g/kW·h）。則增設(shè)低溫?fù)Q熱器后非供暖期中5、8、9、10月平均發(fā)電煤耗降低1.73（g/kW·h）。

因此，機(jī)組增設(shè)低溫?fù)Q熱器后在非供暖期平均降低煤耗135（g/kW·h）。

供暖期低溫?fù)Q熱器進(jìn)口為7號(hào)低加入口與6號(hào)低加入口水混合至70.0℃取水，并由5號(hào)低加入口回水，回水溫度為1151℃，經(jīng)計(jì)算節(jié)省發(fā)電煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。由于冬季凝汽器進(jìn)汽量增加不影響機(jī)組背壓，供暖期節(jié)省發(fā)電煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。全年折合降低發(fā)電煤耗2.39（g/kW·h）。

3 結(jié)論

（1）采用增設(shè)低溫?fù)Q熱器受熱面方案是實(shí)現(xiàn)降低排煙溫度的最佳方案；

（2）在設(shè)計(jì)排煙溫度下，每臺(tái)機(jī)組改造后鍋爐的排煙溫度由150℃左右降低至95℃，回收煙氣余熱加熱凝結(jié)水回水的同時(shí)，為鍋爐后設(shè)備如除塵器提供安全可靠的運(yùn)行溫度條件；

（3）每臺(tái)機(jī)組改造后標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低2.39（g/kW·h）。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖光明，王艷，高建強(qiáng).背壓變化對(duì)300MW直接空冷機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響的計(jì)算與分析[J].發(fā)電技術(shù)，2012，（3）：3234.

[2]葉江明.電廠鍋爐原理與設(shè)備[M].北京：中國電力出版社，2010.14.