加裝低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中的超收益應(yīng)用

徐基偉

(內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司, 內(nèi)蒙古 海拉爾 021025)

加裝低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中的超收益應(yīng)用

徐基偉

(內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司, 內(nèi)蒙古 海拉爾 021025)

目前電廠鍋爐加裝煙道低溫省煤器煙氣余熱利用的節(jié)能措施已經(jīng)比較普遍，但隨著應(yīng)用的增加，其應(yīng)用效果的利弊兼有。采用新的煙氣余熱回收方式，將通過低溫省煤器回收的熱量直接加入對外供熱系統(tǒng)，可以大幅度提高機(jī)組的熱效率。

熱電聯(lián)產(chǎn)；低溫省煤器；經(jīng)濟(jì)性；超收益

加裝低溫省煤器后的節(jié)能效果主要取決于，回收的煙氣余熱要遠(yuǎn)高于排擠的抽汽和增加煙氣阻力引起的效率下降。當(dāng)機(jī)組處于低負(fù)荷時(shí)，節(jié)能效果就會下降，尤其是負(fù)荷達(dá)到50%時(shí)，幾無節(jié)能效果。在電力市場低迷的狀態(tài)下，有的發(fā)電公司由于考慮到機(jī)組負(fù)荷長期處于低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，致使加裝的低溫省煤器無節(jié)能效應(yīng)，而取消了加裝低溫省煤器改造項(xiàng)目。為此探索新的煙氣余熱利用方式，以縮短改造投資回收期，提高改造投資收益率，成為廣大火電機(jī)組研究的新課題。某電廠在進(jìn)行加裝低溫省煤器改造可研過程中，結(jié)合了機(jī)組自身是供熱機(jī)組且供熱期超過8個(gè)月的特點(diǎn)，通過低溫省煤器回收的熱量直接加入對外供熱系統(tǒng)。

1 機(jī)組設(shè)備狀況

某電廠2臺600 MW為超臨界直接空冷機(jī)組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司型號為HG-1913/25.4-HM15，一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行、帶內(nèi)置式再循環(huán)泵啟動系統(tǒng)的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、緊身封閉布置的π型鍋爐。鍋爐采用墻式切圓新型燃燒方式，主燃燒器布置在水冷壁的四面墻上，每層4只燃燒器對應(yīng)1臺磨煤機(jī)。汽輪機(jī)組是由上海汽輪機(jī)有限責(zé)任公司制造的NZK600-24.2/566/566超臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、凝汽式空冷、中壓缸至低壓缸連通管打孔抽汽供熱汽輪機(jī)。

2 機(jī)組改造前概況

鍋爐投產(chǎn)后，排煙溫度一直偏高，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和脫硫設(shè)備的安全性。因燃煤為褐煤，水分比較高，為了保證制粉系統(tǒng)的干燥出力，空預(yù)器安裝的位置比較靠前，鍋爐設(shè)計(jì)的排煙溫度達(dá)到了153 ℃，在夏季實(shí)際運(yùn)行中滿負(fù)荷時(shí)的實(shí)際煙溫達(dá)到170 ℃，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，過高的排煙溫度也使脫硫入口煙溫超標(biāo)，損壞脫硫吸收塔的襯膠。為了保護(hù)脫硫設(shè)備，夏季機(jī)組負(fù)荷只能帶到550 MW。因此，降低脫硫系統(tǒng)入口溫度確保脫硫系統(tǒng)運(yùn)行安全，也是降低煙氣溫度回收余熱外考慮的一個(gè)重要因素。

3 煙氣余熱回收方案的確定

傳統(tǒng)的通過低溫省煤器回收的熱量以熱水的方式直接混合到某一級低加的凝結(jié)水中，這種方式雖然回收了部分煙氣余熱，但是也排擠了低壓加熱器的抽汽，使汽輪機(jī)熱效率下降，節(jié)能效果大打折扣，尤其是機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)，節(jié)能效果更差，甚至出現(xiàn)增加能耗的情況。

為了提高煙氣余熱回收的效益，采用新的余熱回收方式，經(jīng)煙氣加熱的水路設(shè)置兩個(gè)回路，一路為冬季工況方式、一路為夏季工況方式，如圖1所示。冬季工況方式下，經(jīng)過低溫省煤器加熱的水直接進(jìn)入供熱供水管路，回水自供熱回水管路引出后經(jīng)循環(huán)泵再打入低溫省煤器；夏季工況方式下，熱水經(jīng)通過與凝結(jié)水并聯(lián)的板式換熱器換熱后，回水經(jīng)循環(huán)泵再打入低溫省煤器。夏季工況下經(jīng)過低溫省煤器沒有直接混入凝結(jié)水管路而是采用板式換熱器的方式，雖然此種方式換熱效率有所損失且使投資增加了40%，但可以方便冬季、夏季工況切換。因?yàn)闊峋W(wǎng)使用的是軟化水而不是凝結(jié)水，通過板式換熱器可以避免軟化水混入凝結(jié)水中。

4 改造前后效果對比

項(xiàng)目改造完成后，某熱工院的進(jìn)行了各工況的性能試驗(yàn)，性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

圖1 余熱回收方式

表1 不同額定負(fù)荷下試驗(yàn)結(jié)果對比

1) 在夏季工況，低溫省煤器投運(yùn)時(shí)，修正后的熱耗率為7 718.5 kJ/(kW·h)；低溫省煤器停運(yùn)時(shí)，修正后的熱耗率為7 758.3 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運(yùn)時(shí)比較停運(yùn)時(shí)，熱耗率降低39.8 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低2 g/(kW·h)。

2) 在夏季450 MW負(fù)荷工況，低溫省煤器投運(yùn)時(shí)，修正后的熱耗率為7 875.4 kJ/(kW·h)；低溫省煤器停運(yùn)時(shí)，修正后的熱耗率為7 909.4 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運(yùn)時(shí)，比較停運(yùn)時(shí)熱耗率降低34 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低1.9 g/(kW·h)。

3) 在夏季300 MW負(fù)荷工況，低省投運(yùn)時(shí)，修正后的熱耗率為8 189.4 kJ/(kW·h)；低省停運(yùn)時(shí)，修正后的熱耗率為8 217.1 kJ/(kW·h)。低省投運(yùn)時(shí)比較停運(yùn)時(shí)，熱耗率降低27.7 kJ/(kW·h)，供電煤耗率增加了0.9 g/(kW·h)。

4) 在冬季550 MW工況，低溫省煤器投運(yùn)串帶供熱時(shí)，修正后的熱耗率為7 669.4 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運(yùn)時(shí)，比較停運(yùn)時(shí)熱耗率降低88.9 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低3.6 g/(kW·h)。

5) 在冬季450 MW負(fù)荷工況，低溫省煤器投運(yùn)串帶供熱時(shí)，修正后的熱耗率為7 821.3 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運(yùn)時(shí)，比較停運(yùn)時(shí)熱耗率降低88.1 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低3.6 g/(kW·h)。

6) 在冬季300 MW負(fù)荷工況，低溫省煤器投運(yùn)串帶供熱時(shí)，修正后的熱耗率為8 270.2 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運(yùn)時(shí)，比較停運(yùn)時(shí)熱耗率降低80.8 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低3.4 g/(kW·h)。

5 結(jié) 語

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)際運(yùn)行效果的對比可以看出，在不同負(fù)荷下夏季工況的節(jié)能效果均低于冬季工況。夏季工況的節(jié)能效果，隨著負(fù)荷率的降低而逐漸下降；冬季工況下，在排除了因抽汽排擠導(dǎo)致的機(jī)組熱效率下降因素后，各負(fù)荷段節(jié)能效果基本一致，供電煤耗下降約3 g/(kW·h)，節(jié)能效果比傳統(tǒng)低溫省煤器冷卻水的布置方式提高2倍。此種全負(fù)荷段均具有節(jié)能效果的技術(shù)改造方式，通過加裝低溫省煤器回收煙氣余熱，在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中獲得超收益應(yīng)用。

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Application of excess returns by adding low temperature economizer in cogeneration units

XU Jiwei

(Inner Mongolia Guohua Hulun Buir Power Generation Co.,Ltd.,Hailar 021025,China)

At present, the energy saving measure is commonly seen, in which flue gas waste heat recovery is made by adding flue low temperature economizer in power plant boilers. While, with increase in application, the advantages and disadvantages of the application effect both appear. Therefore, a new method of flue gas waste heat recovery is adopted, in which heat recycled by low temperature economizer can directly add into the outside heat-supply system. In this way, the thermal efficiency of the unit can be significantly improved.

combined heat and power; low temperature economizer; economy; super profit

2017-02-14;

2017-05-24。

徐基偉(1975—)，男，工程師，主要從事電廠運(yùn)行、節(jié)能管理和研究工作。

TK01+8

A

2095-6843(2017)05-0465-03

(編輯李世杰)