新增低低溫省煤器的節(jié)能效果和實(shí)施改造

宋 哲

(華能嘉祥發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)寧 272400)

新增低低溫省煤器的節(jié)能效果和實(shí)施改造

宋 哲

(華能嘉祥發(fā)電有限公司，山東 濟(jì)寧 272400)

介紹了我國(guó)嚴(yán)格的節(jié)能降耗要求和嚴(yán)峻的市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)形勢(shì)，指出了增加低低溫省煤器的必要性和優(yōu)越性，闡述了低低溫省煤器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和熱工控制邏輯，提出了低低溫省煤器的改造方法，并對(duì)改造效果進(jìn)行了分析。

低低溫省煤器；改造；節(jié)能降耗

1 燃煤發(fā)電廠節(jié)能降耗改造背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、能源形勢(shì)的發(fā)展，當(dāng)前燃煤發(fā)電廠，特別是經(jīng)濟(jì)性較差的燃煤發(fā)電廠將面臨更為嚴(yán)峻的節(jié)能降耗考驗(yàn)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，突出表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

1.1 節(jié)能減排是約束性指標(biāo)

為全面推進(jìn)燃煤電廠節(jié)能改造，推進(jìn)煤炭清潔化利用，加快能源技術(shù)創(chuàng)新，國(guó)家相繼出臺(tái)了《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020)》(發(fā)改能源〔2014〕2093號(hào))和《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》(環(huán)發(fā)〔2014〕164號(hào))等文件，明確提出加快現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放和節(jié)能改造，到2020年現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后的平均供電煤耗應(yīng)低于310g/kWh。

該文件的出臺(tái)，對(duì)煤電行業(yè)的節(jié)能改造工作提出了更為嚴(yán)格的要求，煤電行業(yè)的發(fā)展面臨更大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，這表明節(jié)能減排已成為燃煤發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)的約束性指標(biāo)。

1.2 電量調(diào)度向節(jié)能調(diào)度過(guò)渡

2007年8月，國(guó)務(wù)院轉(zhuǎn)發(fā)了由國(guó)家發(fā)改委、環(huán)?？偩?、電監(jiān)會(huì)、能源辦制定的《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》(國(guó)辦發(fā)〔2007〕53號(hào))，對(duì)于燃煤機(jī)組按照能耗水平由低到高排序，并據(jù)此進(jìn)行電量調(diào)度。隨著電力供求矛盾的逐步緩減，新的電源點(diǎn)不斷投運(yùn)，高能耗燃煤發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展將受到限制，其經(jīng)營(yíng)形勢(shì)變得非常嚴(yán)峻，將面臨激烈的競(jìng)爭(zhēng)。2015-12-31，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于完善煤電價(jià)格聯(lián)動(dòng)機(jī)制有關(guān)事項(xiàng)的通知》(發(fā)改價(jià)格〔2015〕3169號(hào))，2016-01-01開(kāi)始實(shí)施，燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)全國(guó)平均下調(diào)3分錢(qián)。這對(duì)燃煤電力企業(yè)均為負(fù)向影響，企業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)加大；再加上電力交易市場(chǎng)的放開(kāi)，一些弱勢(shì)企業(yè)可能面臨被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。電力企業(yè)只有多發(fā)電才有效益，電量調(diào)度由銘牌調(diào)度逐漸向節(jié)能調(diào)度過(guò)渡，隨著節(jié)能降耗改造成為燃煤發(fā)電企業(yè)能夠發(fā)電和保證發(fā)電量的入場(chǎng)券和硬指標(biāo)，電力企業(yè)只有對(duì)外不斷爭(zhēng)取市場(chǎng)份額，對(duì)內(nèi)進(jìn)行技術(shù)更新和改造，最大限度地降低能耗，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存和發(fā)展。

2 深度降低排煙溫度的節(jié)能效果及優(yōu)越性

傳統(tǒng)理論和以前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果認(rèn)為，電廠鍋爐的排煙溫度在120—140℃內(nèi)較佳。與傳統(tǒng)理論和以前技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析所依據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相比，目前能源價(jià)格要求發(fā)生了巨大的變化，從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，應(yīng)選用更低的鍋爐排煙溫度。因此，從節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)性考慮，深度降低排煙溫度是目前電廠鍋爐節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的必然選擇，為電廠鍋爐節(jié)能開(kāi)辟了新途徑。

目前，電廠鍋爐深度降低排煙溫度正成為一種趨勢(shì)。經(jīng)計(jì)算，在鍋爐排煙溫度145℃下，增設(shè)低低溫省煤器后，排煙溫度完全可以降低至90℃，降低幅度不低于55℃，僅此1項(xiàng)，機(jī)組供電煤耗降低值約為5g/kWh，并且對(duì)于鍋爐的正常運(yùn)行不產(chǎn)生負(fù)面影響。根據(jù)調(diào)研，某區(qū)域公司制定相關(guān)技術(shù)改造方案，并在所屬各電廠1000MW，600MW，300MW，145MW 及以下類(lèi)型機(jī)組完成了深度降低排煙溫度的改造，將鍋爐排煙溫度從145℃降至 85℃ (平時(shí)運(yùn)行保持 90℃)，平均節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤耗2.0—4.9g/kWh。對(duì)電廠鍋爐排煙系統(tǒng)進(jìn)行改造具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)降低排煙溫度，提高凝結(jié)水溫度，減少資源浪費(fèi)，提高鍋爐效率；

(2)通過(guò)降低排煙溫度，減小排煙體積流量和煙塵比電阻率，提高除塵效率；

(3)通過(guò)降低排煙溫度，改善風(fēng)機(jī)、除塵器工作環(huán)境，提高機(jī)組安全性。

3 新增低低溫省煤器的改造原則

為深度降低鍋爐排煙溫度，擬采用新增低低溫省煤器的改造措施，其改造原則如下。

(1)可靠性原則。新增低低溫省煤器不影響機(jī)組原系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，不會(huì)對(duì)煙道及其他設(shè)備造成腐蝕。

(2)經(jīng)濟(jì)性原則。在運(yùn)行可靠的前提下，盡可能增大換熱溫差，減少換熱面的面積和設(shè)備重量，減少設(shè)備投資。

(3)優(yōu)化原則。爭(zhēng)取回收熱量的能級(jí)最高，最大限度提高機(jī)組的熱效率。

4 低低溫省煤器的工作原理及系統(tǒng)布置

低低溫省煤器作為一種回收煙氣余熱的設(shè)備，其工作原理是利用煙氣加熱汽機(jī)凝結(jié)水，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的回收。根據(jù)機(jī)組特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合理布置，可達(dá)到降低煙氣溫度、升高凝結(jié)水溫度的目的。煙氣從空氣預(yù)熱器流出后進(jìn)入低低溫省煤器，在低低溫省煤器殼體內(nèi)自下向上橫向穿過(guò)低低溫省煤器蛇形管束。低低溫省煤器冷卻水取自低省循環(huán)泵出口管道，在低省循環(huán)泵的作用下經(jīng)低省給水管道進(jìn)入低省進(jìn)口集箱，再通過(guò)進(jìn)口集箱分流后進(jìn)入蛇形管，與流經(jīng)管外側(cè)的煙氣進(jìn)行換熱。凝結(jié)水從蛇形管流出后，在出口集箱匯合，然后經(jīng)回水管道返回凝結(jié)水管道，最后進(jìn)入除氧器。

煙氣和冷卻水為逆流換熱，實(shí)現(xiàn)水和煙氣的逆向流動(dòng)，一方面可大大提高低低溫省煤器的換熱系數(shù)，降低低低溫省煤器鋼材耗量；另一方面，可使排煙溫度的降低不受出口水溫的限制，最大限度地降低排煙溫度。

由于凝結(jié)水溫度較低(40—50℃)，直接將凝結(jié)水通入低低溫省煤器，會(huì)造成低低溫省煤器壁溫過(guò)低而引起嚴(yán)重腐蝕。為解決腐蝕問(wèn)題，本系統(tǒng)設(shè)置了再循環(huán)回路，即從低低溫省煤器出水管道引出一部分熱水，使其預(yù)熱低省循環(huán)泵來(lái)的低溫水，待水溫達(dá)到70℃(水溫可調(diào)節(jié))后再進(jìn)入低低溫省煤器，與煙氣進(jìn)行換熱。

低低溫省煤器本體設(shè)備布置在空預(yù)器出口至電除塵入口的煙道內(nèi)，充分利用現(xiàn)有空間位置，采用順列逆流、蛇形管屏形式。

低低溫省煤器本體采用模塊式管箱結(jié)構(gòu)，管箱采用獨(dú)立小集箱，獨(dú)立小集箱進(jìn)出口設(shè)計(jì)手動(dòng)閘閥，可單獨(dú)解列。當(dāng)省煤器管屏局部泄漏時(shí)，可通過(guò)獨(dú)立小集箱解列泄漏部分，其他部分照常運(yùn)行。

低低溫省煤器本體各組均沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向分成高、低溫2段，高、低溫段之間布置聲波吹灰器。

為保證低低溫省煤器的安全、高效運(yùn)行，設(shè)計(jì)了低低溫省煤器溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由測(cè)溫元件、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和相關(guān)控制元件組成。當(dāng)出口煙溫發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并調(diào)節(jié)進(jìn)入低低溫省煤器的水量，控制低低溫省煤器出口煙溫在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。利用測(cè)溫元件監(jiān)測(cè)低低溫省煤器進(jìn)水溫度，當(dāng)進(jìn)水溫度偏離設(shè)計(jì)值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算并調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償回路上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，使低低溫省煤器進(jìn)口水溫保持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。通過(guò)溫度控制裝置，對(duì)低低溫省煤器進(jìn)口水溫和出口煙溫進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制，提高低低溫省煤器對(duì)負(fù)荷、煤種、季節(jié)的適應(yīng)性。

5 熱工控制邏輯

5.1 水溫控制

當(dāng)系統(tǒng)投用時(shí)，低低溫省煤器來(lái)水取自2部分：7號(hào)低加出口凝結(jié)水和8號(hào)低加入口凝結(jié)水。通過(guò)8號(hào)低加入口至低省調(diào)節(jié)閥、再循環(huán)調(diào)節(jié)閥，控制混水溫度在70℃，然后進(jìn)入低低溫省煤器本體。低低溫省煤器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩飨到y(tǒng)投用時(shí)，7號(hào)低加出口至低省調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，低省至5號(hào)低加出口調(diào)節(jié)閥全開(kāi)。低低溫省煤器入口水溫的設(shè)定值為70℃。在低低溫省煤器入口水溫偏離設(shè)定值時(shí)，按以下方式控制。

(1)在7號(hào)低加出口水溫高于設(shè)定值的情況下，當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁馗哂谠O(shè)定值時(shí)，增大8號(hào)低加入口至低省調(diào)節(jié)閥開(kāi)度；當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁氐陀谠O(shè)定值時(shí)，減小8號(hào)低加入口至低省調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。即通過(guò)8號(hào)低加入口至低省調(diào)節(jié)閥控制低省入口水溫為設(shè)定值。

(2)在7號(hào)低加出口水溫低于設(shè)定值的情況下，當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁馗哂谠O(shè)定值時(shí)，減小再循環(huán)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度；當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁氐陀谠O(shè)定值時(shí)，增大再循環(huán)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。即通過(guò)再循環(huán)調(diào)節(jié)閥控制低省入口水溫為設(shè)定值。

(3)為防止調(diào)節(jié)閥開(kāi)/關(guān)過(guò)快造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，8號(hào)低加入口至低省調(diào)節(jié)閥、再循環(huán)調(diào)節(jié)閥輸出控制設(shè)置延時(shí)控制，使設(shè)備更加安全可靠運(yùn)行。

圖1 低低溫省煤器系統(tǒng)

5.2 煙溫控制

低省循環(huán)泵設(shè)計(jì)為變頻泵，低低溫省煤器投用時(shí)，通過(guò)低省循環(huán)泵頻率調(diào)節(jié)凝結(jié)水流量，控制低低溫省煤器煙氣的出口溫度始終處于設(shè)定值。為保證通過(guò)低低溫省煤器受熱面煙氣均流，在煙氣入口側(cè)加裝煙氣導(dǎo)流和均流裝置。

6 現(xiàn)役低低溫省煤器各類(lèi)形式及優(yōu)缺點(diǎn)分析

以上敘述的是現(xiàn)役低低溫省煤器中的一種，以下將根據(jù)安裝位置、是否聯(lián)合暖風(fēng)器的各種分類(lèi)形式及各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)列舉現(xiàn)役低低溫省煤器。

(1)低低溫省煤器不聯(lián)合暖風(fēng)器，安裝在空預(yù)器和除塵器之間，與低加并聯(lián)。

優(yōu)點(diǎn)：能降低發(fā)電煤耗，降低煙氣排放，同時(shí)減小粉塵比電阻，提高電除塵的除塵效率，減少粉塵排放。

缺點(diǎn)：通過(guò)低低溫省煤器的煙氣沒(méi)有經(jīng)過(guò)除塵，含塵濃度高，工作環(huán)境惡劣，所以存在積灰、磨損、腐蝕、泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。

建議檢修時(shí)增加吹灰裝置、加強(qiáng)防磨檢查、增加泄漏檢測(cè)手段。

(2)低低溫省煤器聯(lián)合暖風(fēng)器1級(jí)布置，安裝在空預(yù)器和除塵器之間，與低加并聯(lián)。

同樣具備上述低低溫省煤器所列的特點(diǎn)，同時(shí)還存在暖風(fēng)器換熱面內(nèi)凝結(jié)水流速低、極寒天氣易凍結(jié)、泄漏的隱患。

(3)低低溫省煤器不聯(lián)合暖風(fēng)器，安裝在電除塵后，引風(fēng)機(jī)出口、脫硫吸收塔入口的垂直煙道上，與低加并聯(lián)。

優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)過(guò)除塵后的煙氣含塵濃度大大降低，低低溫省煤器的工作環(huán)境改善，所以積灰、磨損的幾率減少，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)比較小，檢修工作量少，投運(yùn)情況正常。

缺點(diǎn)：無(wú)法提高電除塵的運(yùn)行效率，廠用電相對(duì)升高。

(4)低低溫省煤器聯(lián)合暖風(fēng)器2級(jí)布置：一級(jí)布置在空預(yù)器和電除塵之間，與低加并聯(lián);二級(jí)低省布置在脫硫塔入口，水源取自一級(jí)低省，閉式循環(huán)，加熱暖風(fēng)器。

理論上，這種方式對(duì)于改造機(jī)組是相對(duì)完善的，既節(jié)能，又能起到減排環(huán)保的作用；但是系統(tǒng)復(fù)雜，投資成本高，運(yùn)行和檢修工作量大。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、能源形勢(shì)的發(fā)展，燃煤發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗改造日益提上日程，并成為電力行業(yè)參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的入場(chǎng)券。燃煤發(fā)電機(jī)組增加低低溫省煤器的改造工作已經(jīng)在進(jìn)行中，其效果也顯而易見(jiàn)。新投產(chǎn)的火電機(jī)組在建造時(shí)就已經(jīng)安裝了低低溫省煤器?，F(xiàn)役低低溫省煤器有幾種形式，在運(yùn)行中各有缺點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，各廠可以根據(jù)自身的特點(diǎn)選擇合適的形式，并在運(yùn)行中總結(jié)更多的經(jīng)驗(yàn)。

國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)管理

2017-08-16，國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司對(duì)近年來(lái)陜西電網(wǎng)繼電保護(hù)工作進(jìn)行回顧總結(jié)，提出進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)管理的要求，夯實(shí)電網(wǎng)安全運(yùn)行基礎(chǔ)。

繼電保護(hù)作為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第1道防線(xiàn)，擔(dān)負(fù)著保衛(wèi)電網(wǎng)和設(shè)備安全的重要職責(zé)。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)網(wǎng)陜西電力各單位和廣大繼電保護(hù)工作者認(rèn)真貫徹執(zhí)行公司繼電保護(hù)各項(xiàng)工作部署，狠抓基礎(chǔ)管理，各項(xiàng)工作成效卓著。陜西電網(wǎng)330kV及以上保護(hù)裝置微機(jī)化率、雙重化率達(dá)到100%，繼電保護(hù)正確動(dòng)作率、故障快速切除率等運(yùn)行指標(biāo)始終保持高水平，有效保證了陜西電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

隨著智能電網(wǎng)快速發(fā)展，陜西電網(wǎng)已投運(yùn)16座330kV及以上電壓等級(jí)智能變電站，以信息化、數(shù)字化為特征的智能變電站的應(yīng)用，有力地推動(dòng)了繼電保護(hù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)的發(fā)展和革新。通過(guò)編寫(xiě)制訂繼電保護(hù)各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)章制度，完善了陜西電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)體系和管理體系；通過(guò)開(kāi)展變電站繼電保護(hù)精益化評(píng)價(jià)工作，取得新建變電站零缺陷投運(yùn)、運(yùn)行變電站管理提升的實(shí)際效果；通過(guò)建設(shè)省、地一體化繼電保護(hù)整定計(jì)算平臺(tái)，繼電保護(hù)統(tǒng)計(jì)分析評(píng)價(jià)、狀態(tài)檢修、二次設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)視與分析技術(shù)支持系統(tǒng)，不斷完善技術(shù)手段，全面提升專(zhuān)業(yè)管理水平。

關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)工作，該公司提出6項(xiàng)要求：快速適應(yīng)大電網(wǎng)新特征，超前謀劃推動(dòng)新技術(shù)應(yīng)用；抓住源頭、管控過(guò)程，做好繼電保護(hù)全過(guò)程管理；精心整定、高效保質(zhì)，持續(xù)加強(qiáng)繼電保護(hù)整定計(jì)算管理；夯實(shí)基礎(chǔ)、消除隱患，強(qiáng)化繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維；突出重點(diǎn)、超前謀劃，加快繼電保護(hù)裝置技術(shù)改造；落實(shí)責(zé)任、強(qiáng)化考核，大力推進(jìn)二次設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)視與分析模塊建設(shè)和運(yùn)維。

(來(lái)源：國(guó)網(wǎng)陜西省電力公司網(wǎng)站2017-08-17)

2017-03-19。

宋哲(1977—)，男，工程師，主要從事電廠運(yùn)行工作，email：bz8851@163.com。