深冷低壓省煤器在新建660 MW超超臨界機組的應(yīng)用

周仁米，羅海華

（浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，杭州　310052）

深冷低壓省煤器在新建660 MW超超臨界機組的應(yīng)用

周仁米，羅海華

（浙江浙能技術(shù)研究院有限公司，杭州310052）

目前常規(guī)低壓省煤器主要用來解決鍋爐排煙溫度超過設(shè)計排煙溫度的問題，針對新建機組鍋爐排煙溫度正常的情況，采用深冷低壓省煤器進一步利用鍋爐煙汽余熱，降低機組發(fā)電煤耗，降低進入脫硫島煙汽溫度，減少脫硫島噴淋水用量，提高機組的經(jīng)濟性。

深冷低壓省煤器；燃煤發(fā)電機組；超超臨界機組

0　引言

我國電站鍋爐設(shè)計燃煤含S量為1%～3%，電站鍋爐設(shè)計排煙溫度為120～140℃，排煙損失較大。此外，受尾部煙氣脫硫塔工作溫度（最佳工作溫度為50℃左右）的限制，較高溫度的煙氣進入脫硫塔后必須噴水降溫，浪費較高溫度煙氣的余熱，同時也致使大量水汽隨煙氣從煙囪排出，造成水資源的浪費。

1　鍋爐設(shè)備概況

某電廠二期擴建工程建設(shè)2×660 MW超超臨界燃煤發(fā)電機組，同步建設(shè)煙氣脫硫設(shè)施，選用上海鍋爐廠生產(chǎn)的660 MW超超臨界燃煤鍋爐，保證效率為93.8%（額定工況），過熱蒸汽出口流量為2009 t/h，過熱蒸汽額定蒸汽壓力為27.95 MPa，過熱蒸汽額定溫度為605℃，鍋爐采用一次中間再熱、平衡通風、固態(tài)排渣、露天布置、全鋼架懸吊結(jié)構(gòu)。

2　深冷低壓省煤器的應(yīng)用研究

2.1深冷低壓省煤器的概念

傳統(tǒng)低壓省煤器將鍋爐運行排煙溫度降低到設(shè)計溫度（120℃左右），深冷低壓省煤器將鍋爐正常設(shè)計排煙溫度冷卻到脫硫塔進口溫度（90℃左右），深度利用鍋爐排煙余熱，減少低壓加熱器抽汽，提高汽輪機做功能力，同時較大幅度減少鍋爐脫硫島噴淋水的消耗［1］。

2.2深冷低壓省煤器的連接方式優(yōu)、缺點對比

深冷低壓省煤器連入熱力系統(tǒng)的方案主要有2種連接系統(tǒng)［2］。

（1）串聯(lián)系統(tǒng)：深冷低壓省煤器串聯(lián)于凝結(jié)水系統(tǒng)中，從低壓加熱器NOj-1凝結(jié)水出口引出全部凝結(jié)水，進入串聯(lián)在凝結(jié)水系統(tǒng)的深冷低壓省煤器，鍋爐煙氣在深冷低壓省煤器中加熱凝結(jié)水，排擠低壓加熱器NOj抽汽，凝結(jié)水全部返回低壓加熱器NOj的凝結(jié)水入口，如圖1所示。

圖1　串聯(lián)低壓省煤器系統(tǒng)

（2）并聯(lián)系統(tǒng)：深冷低壓省煤器并聯(lián)于凝結(jié)水系統(tǒng)中，如圖2所示。從低壓加熱器NOj-1出口引出部分凝結(jié)水至深冷低壓省煤器，部分凝結(jié)水在深冷低壓省煤器被鍋爐煙氣加熱后跳過低壓加熱器NOj，回入主凝結(jié)水系統(tǒng)低壓加熱器NOj+1的入口處。

串聯(lián)系統(tǒng)進入深冷低壓省煤器凝結(jié)水量較并聯(lián)系統(tǒng)大，傳熱溫差大，排煙余熱利用程度較好，防止低壓省煤器低壓腐蝕能力較好，深冷低壓省煤器所需空間面積也較小。并聯(lián)系統(tǒng)進入到深冷低壓省煤器的凝結(jié)水可跳過1個或2個低壓加熱器，所減少的水泵阻力足以補償凝結(jié)水在深冷低壓省煤器及其連接管道所增加的阻力，所以并聯(lián)系統(tǒng)增加凝結(jié)水泵阻力較少，但排煙余熱利用程度以及系統(tǒng)安全性較差?？傮w而言，串聯(lián)系統(tǒng)的經(jīng)濟性和安全性更好，優(yōu)、缺點對比見表1。

圖2　并聯(lián)低壓省煤器系統(tǒng)

表1　低壓省煤器串、并聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)、缺點對比

2.3低壓省煤器不同布置位置優(yōu)、缺點對比

深冷低壓省煤器可按以下2種方式布置。（1）在電除塵器的入口。將深冷低壓省煤器布置在空氣預(yù)熱器和除塵器之間，將鍋爐煙氣溫度降低至90℃左右，鍋爐飛灰比電阻可從1012Ω·cm下降到1010Ω·cm，從而大幅度提高除塵器的除塵效率。但經(jīng)過深冷低壓省煤器后的煙氣溫度降到90℃左右，一般低于煙氣酸露點，布置在深冷低壓省煤器后面的除塵器、煙道、引風機、增壓風機面臨低溫酸腐蝕風險。（2）在脫硫吸收塔的入口。鍋爐煙氣經(jīng)過除塵器、引風機、增壓風機之后，再到深冷低壓省煤器，使深冷低壓省煤器處于低塵區(qū)，減輕飛灰對深冷低壓省煤器管壁的磨損；經(jīng)過除塵器、引風機、增壓風機后，鍋爐煙氣溫度高于煙氣酸露點，不會對上述設(shè)備造成腐蝕，提高了鍋爐尾部設(shè)備及煙道的安全性［3］。

2.4最終方案設(shè)計

深冷低壓省煤器設(shè)計參數(shù)見表2，低壓省煤器采用串聯(lián)運行，將深冷低壓省煤器布置在脫硫吸收塔入口處。低壓省煤器的水側(cè)入口串聯(lián)在#7低壓加熱器的出口管道上，凝結(jié)水回水到#6低壓加熱器入口?？紤]到機組在50%額定工況運行時#7低壓加熱器出口的凝結(jié)水溫度低于60℃，會引起低壓省煤器腐蝕，低壓省煤器設(shè)置凝結(jié)水管旁路，同時也作為低壓省煤器事故檢修隔離用［4］，熱力系統(tǒng)如圖3所示。

表2　深冷低壓省煤器主要設(shè)計參數(shù)

圖3　深冷低壓省煤器在660 MW機組應(yīng)用的熱力系統(tǒng)

3　加裝低壓省煤器經(jīng)濟性分析

加裝低壓省煤器后，在額定工況運行時，加裝低溫省煤器前、后各級低壓加熱器運行參數(shù)比較見表3（高、中壓缸進汽參數(shù)不變）。

從表3中可看到，加裝低溫省煤器后，除#7，#8低壓加熱器抽汽分別增加了0.39 kg/s和0.6 kg/s外，#5，#6低壓加熱器抽汽分別減少0.64 kg/s和8.4 kg/s，低壓加熱器少抽的蒸汽繼續(xù)在汽輪機內(nèi)做功。汽輪機熱耗下降48 kJ/（kW·h），機組絕對效率提高0.23%，降低供電標準煤耗1.5g/（kW·h），每噸標準煤按620元計算，每年節(jié)約337.59萬元。

深冷低壓省煤器將鍋爐排煙溫度降低30℃進入脫硫島，可節(jié)約脫硫島用水約85 t/h。本期工程脫硫系統(tǒng)采用工業(yè)水，按每噸工業(yè)水0.55元，機組年利用小時數(shù)為5500計算，每年節(jié)水費用為25.71萬元。煙氣系統(tǒng)的阻力增加約580 Pa，由此增加的電耗600 kW，廠用電價按0.26元/（kW·h）計算，每年增加85.8萬元風機運行電費。

表3　加裝低溫省煤器前、后各級低壓加熱器運行參數(shù)比較（額定工況）

加裝深冷低壓省煤器后總收益為降低煤耗、節(jié)約工業(yè)水帶來的收益減去加裝深冷低壓省煤器增加風機運行電耗費，共277.5萬元，項目總投資1 200萬元，可在4.32 a后收回投資［5-6］。

4　結(jié)論

采用深冷低壓省煤器，降低新建機組鍋爐的排煙溫度，不僅能較大程度地提高機組運行經(jīng)濟性，還有利于減少機組脫硫用水。

［1］李偉.低壓省煤器在鍋爐中的應(yīng)用研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2007.

［2］呂太，張子建，張素娟.600 MW鍋爐低壓省煤器水側(cè)連接優(yōu)化選擇［J］.熱能動力工程，2013（7）：368-371.

［3］周新軍，房林鐵，張紅方，等.330 MW機組增裝低壓省煤器及經(jīng)濟性分析［J］.節(jié)能，2011（6）：16-20.

［4］馬健越，安恩科.350 MW電站低壓省煤器優(yōu)化設(shè)計［J］.鍋爐技術(shù)，2010，41（2）：13-17.

［5］溫秀峰.600 MW機組運行經(jīng)濟性分析及工程建設(shè)過程質(zhì)量控制策略研究［D］.保定：華北電力大學(xué)，2014.

［6］張紅方，王勇，田松峰，等.基于等效焓降法的低壓省煤器系統(tǒng)經(jīng)濟性分析［J］.節(jié)能技術(shù)，2011（5）：457-461.

（本文責編：齊琳）

TP 273

B

1674-1951（2016）08-0048-03

2016-04-11；

2016-07-30

周仁米（1967—），男，浙江臺州人，高級工程師，從事汽輪機技術(shù)方面的工作（E-mail：zhourm＠zjentc.com）。