低溫省煤器加裝位置對(duì)發(fā)電機(jī)組的影響

齊 玄

（河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，鄭州 450007）

1 背景

對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組而言，排煙損失是鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)。大中型電站鍋爐在正常運(yùn)行時(shí)，排煙損失占到鍋爐燃料輸入熱量的4%～8%；而排煙溫度每降低15℃～25℃，就可提高鍋爐效率1%左右。

隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能日益重視，尤其是國(guó)家發(fā)改委等三部委《關(guān)于印發(fā)〔煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）〕的通知》（發(fā)改能源[2014]2093號(hào)）的出臺(tái)，行業(yè)越來(lái)越重視由于排煙溫度高而造成的能源浪費(fèi)問題。大量電廠已經(jīng)開始利用煙氣余熱回收裝置，使煙氣的溫度再降低20℃～50℃，并取得了一定的成效。

本文通過對(duì)某2×600MW機(jī)組加裝低溫省煤器進(jìn)行煙氣余熱回收利用改造項(xiàng)目的研究論述，簡(jiǎn)要指出了煤種對(duì)燃煤電廠加裝低溫省煤器位置選擇的影響。

2 位置選擇

根據(jù)目前電廠加裝低溫省煤器的情況，設(shè)備一般布置于三個(gè)地方：靜電除塵器前、除塵器后引風(fēng)機(jī)前、引風(fēng)機(jī)后脫硫塔前。

2.1 引風(fēng)機(jī)后脫硫塔前區(qū)域的技術(shù)特點(diǎn)

（1）最大化的利用煙氣溫降

低溫省煤器布置在引風(fēng)機(jī)后至脫硫裝置前，可充分利用引風(fēng)機(jī)溫升。

由于目前大多電廠采用三合一風(fēng)機(jī)，一般為雙級(jí)動(dòng)葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高（1490r/min）。煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)有明顯的溫升，實(shí)際可達(dá)到10℃～15℃。即使考慮到除塵器的漏風(fēng)，引風(fēng)機(jī)后的煙氣溫度還是比除塵器入口煙氣溫度要高。由于脫硫塔入口最佳的煙氣溫度約為80℃，此溫度一般低于煙氣的酸露點(diǎn)，吸收塔需要進(jìn)行防腐處理。在對(duì)吸收塔入口煙道處理的同時(shí)，可以將低溫省煤器后的煙氣溫度降低到90℃左右，最大化的提高煙氣余熱利用。該方案比低溫省煤器布置在除塵器前的方案可多利用煙氣余熱。

（2）最小的管道磨損

經(jīng)過除塵器收塵，煙氣余熱回收裝置的工作環(huán)境含塵少，對(duì)換熱管道的磨損較小，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大為降低。

（3）最大量地節(jié)約脫硫用水

結(jié)合感潮河段沿江引水閘過閘流量自動(dòng)控制的策略分析及自身工程情況，高港節(jié)制閘基于監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)用系統(tǒng)組態(tài)，編寫自動(dòng)控制程序，實(shí)現(xiàn)了過閘流量的自動(dòng)控制。

對(duì)于濕法脫硫，由于脫硫裝置入口煙溫降低，蒸發(fā)水分少，可節(jié)約脫硫用水。

（4）引風(fēng)機(jī)功耗增加

加裝低溫省煤器后，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力增加約400Pa，引風(fēng)機(jī)的功耗將增加3%～4%。

2.2 靜電除塵器前區(qū)域的技術(shù)特點(diǎn)

（1）提高除塵器的除塵效率

低溫省煤器布置于靜電除塵器前，一般可將煙溫降低到煙氣酸露點(diǎn)左右。由于溫度的降低，煙氣體積減少，對(duì)除塵器的效率有好的影響。另外，由于溫度的下降，一些煤種的灰比電阻也會(huì)顯著下降（有些可降低兩個(gè)數(shù)量級(jí)），除塵器的除塵效率會(huì)大幅增加。

（2）引風(fēng)機(jī)功耗略有減少

加裝低溫省煤器，由于煙氣量減少，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力會(huì)降低，即使考慮低溫省煤器400Pa的阻力，整個(gè)煙風(fēng)系統(tǒng)的阻力也會(huì)略微減少。

（3）節(jié)約脫硫用水

對(duì)于濕法脫硫，可節(jié)約一定量的脫硫用水。

（4）下游設(shè)備的腐蝕問題

由于煙氣溫度降低到酸露點(diǎn)附近，鑒于機(jī)組燃用的煤種變化較大，且考慮到除塵器的漏風(fēng)，可能會(huì)出現(xiàn)下游煙氣溫度大大低于煙氣酸露點(diǎn)的情況。因此，應(yīng)密切關(guān)注下游設(shè)備（如靜電除塵器），特別是引風(fēng)機(jī)及煙道的腐蝕問題。

（5）設(shè)備的磨損較嚴(yán)重

除塵器前煙氣中的含塵量較高，低溫省煤器設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮管道磨損情況。已經(jīng)出現(xiàn)有些機(jī)組的低溫省煤器的管道被磨穿的情況，造成設(shè)備故障。

2.3 位置選擇

低溫省煤器應(yīng)該依據(jù)項(xiàng)目的具體情況，特別是燃用的煤種情況，選擇合適的安裝位置。

如燃用灰分較高且灰比電阻變化不大的煤種，建議低溫省煤器布置于引風(fēng)機(jī)后脫硫塔前的區(qū)域內(nèi)，可充分利用煙氣余熱，達(dá)到節(jié)能的目的

如燃用灰分較低、含硫量較低且灰比電阻比較大的煤種，建議低溫省煤器可布置于靜電除塵器前面，既可利用煙氣余熱，有一定的節(jié)能效果，也可以提高除塵器的除塵效率，達(dá)到一定的環(huán)保效果。

3 某項(xiàng)目改造過程

3.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目現(xiàn)有兩臺(tái)600MW級(jí)燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐為某公司生產(chǎn)的DG-1900/25.4-II1型超臨界變壓直流爐，工程于2008年投入商業(yè)運(yùn)行。鍋爐原設(shè)計(jì)的排煙溫度為122℃。由于目前燃用的煤種和原設(shè)計(jì)煤種差別較大，目前排煙溫度在135℃左右。

采用由浙江某環(huán)保科技股份有限公司生產(chǎn)的雙室四電場(chǎng)靜電除塵器，煙氣流通面積2×470.4m2，保證除塵效率≥99.65%，原電場(chǎng)均設(shè)置有高頻電源。原設(shè)計(jì)除塵器出口粉塵濃度≤50mg/Nm3，但由于實(shí)際煤種偏離設(shè)計(jì)值較大，且由于設(shè)備運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，除塵器的效率下降，出口實(shí)際的排放濃度在100mg/Nm3左右。

項(xiàng)目采用石灰石濕法脫硫系統(tǒng)，一爐一塔方案，系統(tǒng)設(shè)置有增壓風(fēng)機(jī)和煙氣換熱器（GGH）。燃用的實(shí)際煤種為混煤，由煙煤和貧煤進(jìn)行摻混?；旌虾蟮膶?shí)際煤種熱值約為4636kcal/kg，干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf =23.94%，收到基灰分Aar = 32.17%。80℃時(shí)灰比電阻為9.5×1011Ω·cm，100℃時(shí)為4.2×1012Ω·cm，120℃時(shí)為7.1×1012Ω·cm。

3.2 改造過程

該工程2013年底進(jìn)行煙氣余熱系統(tǒng)利用改造，出于提高除塵器的除塵效率、降低除塵器出口粉塵濃度的目的，在靜電除塵器的入口加裝了低溫省煤器。由于脫硫系統(tǒng)設(shè)置有GGH，低溫省煤器設(shè)計(jì)的煙氣溫度從135℃降低到105℃。

從8號(hào)低加進(jìn)口抽取凝結(jié)水，引入煙氣余熱回收裝置，利用煙氣的余熱加熱凝結(jié)水，被加熱后的凝結(jié)水引回，進(jìn)入6號(hào)低加入口?？梢越档蜆?biāo)煤耗1.5g/kWh。

改造項(xiàng)目于2014年1月完成，總工期約50天。2014年2月，電廠委托省級(jí)電力試驗(yàn)研究院對(duì)除塵器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并出具了試驗(yàn)報(bào)告。

3.3 試驗(yàn)結(jié)果

（1）低溫省煤器投入時(shí)

機(jī)組在597MW負(fù)荷，低溫省煤器投入時(shí)，電除塵器在停運(yùn)一個(gè)電場(chǎng)（A除塵器右室四電場(chǎng)由于故障停運(yùn)）、其余電廠全投供電區(qū)情況下運(yùn)行，A、B電除塵器除塵效率分別為99.628%、99.638%，實(shí)際處理煙氣量分別為145.87×104m3/h、143.76×104m3/h，漏風(fēng)率分別為2.17%、2.09%，實(shí)際煙風(fēng)系統(tǒng)阻力分別為205Pa、190Pa。

電除塵器正常投運(yùn)時(shí)，A、B電除塵器折算最高煙塵排放濃度分別為97.29mg/Nm3、95.51mg/Nm3。

（2）低溫省煤器未投入時(shí)

機(jī)組在594MW負(fù)荷，低溫省煤器退出時(shí)，電除塵器在停運(yùn)一個(gè)電場(chǎng)（A除塵器右室四電場(chǎng)由于故障停運(yùn)）、其余電廠全投供電區(qū)情況下運(yùn)行，A、B電除塵器除塵效率分別為99.619%、99.632%，實(shí)際處理煙氣量分別為151.25×104m3/h、149.96×104m3/h，漏風(fēng)率分別為2.18%、2.10%，實(shí)際煙風(fēng)系統(tǒng)阻力分別為215Pa、200Pa。

電除塵器正常投運(yùn)時(shí)，A、B電除塵折算最高煙塵排放濃度分別為102.63mg/Nm3、99.10mg/Nm3。

（3）試驗(yàn)結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，加裝低溫省煤器后，除塵器效率、除塵器出口粉塵濃度等指標(biāo)均有改善，A、B電除塵出口粉塵排放濃度分別降低了5.34mg/Nm3、3.59mg/Nm3，效果不明顯。

4 結(jié)論

通過該電廠的改造表明，燃煤的煤質(zhì)情況對(duì)低溫省煤器的位置選擇有較大的影響。如果考慮環(huán)保效益，則需特別考慮灰比電阻的數(shù)值。如灰比電阻在130℃～80℃降低不多，則不建議將低溫省煤器布置于靜電除塵器前的區(qū)域內(nèi)。