低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐的應(yīng)用

杜魁　黃亞杰　凌雪飛

摘要：低溫省煤器技術(shù)是電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。低溫省煤器具有降低電廠鍋爐排煙溫度、減小鍋爐q2損失、提供循環(huán)熱量以及提升綜合效益的優(yōu)勢(shì)，這與國(guó)家倡導(dǎo)的綠色發(fā)展理念相適應(yīng)。低溫省煤器的系統(tǒng)優(yōu)化是低溫省煤器技術(shù)綠色高效應(yīng)用的關(guān)鍵。本文總共分為四部分。第一部分簡(jiǎn)單介紹了低溫省煤器及電廠鍋爐中應(yīng)用的重要性;第二部分介紹了電廠鍋爐中常規(guī)低溫省煤器的系統(tǒng);第三部分探討了低溫省煤器系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù);第四部分舉例說明了低溫省煤器技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況。旨在為低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐中的推廣應(yīng)用和電廠節(jié)能減排發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：低溫省煤器;技術(shù);電廠鍋爐;節(jié)能減排

引言

火力發(fā)電是我國(guó)目前最主要的發(fā)電方式。火力發(fā)電的排煙量的大小直接影響著對(duì)環(huán)境的污染程度，而鍋爐的熱量損失則造成能源的浪費(fèi)。國(guó)家十三五規(guī)劃以來，大力提倡節(jié)能減排?；鹆Πl(fā)展項(xiàng)目作為國(guó)家發(fā)展的支柱性項(xiàng)目，發(fā)電過程中的能耗和排煙量直接與節(jié)能減排掛鉤，對(duì)于國(guó)家環(huán)境保護(hù)和發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益的提升有著重要的影響。為貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)能減排的政策，同時(shí)也為了提高發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，維持發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)電企業(yè)不斷地對(duì)電廠鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。低溫省煤器技術(shù)是電廠鍋爐中應(yīng)用的一項(xiàng)重要技術(shù)。該技術(shù)應(yīng)用低溫省煤器的減排提效優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)電廠鍋爐進(jìn)行優(yōu)化改造，從而提高電廠鍋爐系統(tǒng)的節(jié)能效果。研究低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐中的應(yīng)用對(duì)于推廣該技術(shù)和指導(dǎo)火力發(fā)電廠進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)項(xiàng)目?jī)?yōu)化改有著重要的意義。

一、低溫省煤器在電廠鍋爐中應(yīng)用的重要性

低溫省煤器是安裝在鍋爐尾部煙道下部用于回收所排煙的余熱的一種裝置。它將凝結(jié)水加熱后送入6號(hào)低壓加熱器入口，因此能夠吸收高溫?zé)煔獾臒崃?，有降低排煙溫度、回收部分熱能做發(fā)電用和提高鍋爐熱經(jīng)濟(jì)效益的作用。低溫省煤器技術(shù)目前在工業(yè)鍋爐中應(yīng)用較為廣泛，該技術(shù)同樣適用于火力發(fā)電廠鍋爐。通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式為電廠鍋爐增設(shè)低溫省煤器及相關(guān)設(shè)備，幫助實(shí)現(xiàn)電廠鍋爐設(shè)備低排高效能的目的。我們知道，電廠鍋爐發(fā)電的過程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)熱損。在電廠鍋爐系統(tǒng)中，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5%-12%，占鍋爐熱損失的60%-70%，為鍋爐熱損的最大源頭。排煙設(shè)備的熱損主要由排煙溫度決定，理論上一般的電廠鍋爐排煙溫度大約110℃-160℃，由于排煙溫度還受鍋爐的燃燒情況及尾部煙道的漏風(fēng)情況、受熱面積灰等因素影響，排煙溫度在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過程中存在差異性。通過對(duì)鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化改造，控制導(dǎo)致熱損增加的因素，有助于提高資源利用率，降低排煙量及熱損，提高電廠鍋爐發(fā)電的效率，這對(duì)于火力發(fā)電廠綠色可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義。

二、電廠鍋爐中常規(guī)低溫省煤器的系統(tǒng)

20世紀(jì)90年代初，歐洲的火力發(fā)電廠褐煤鍋爐系統(tǒng)中就應(yīng)用了低溫預(yù)熱回收器。這種低溫預(yù)熱回收器可將鍋爐尾部排煙溫度從170℃降低到120℃，應(yīng)用后電廠鍋爐的發(fā)電效率相比安裝前提升2.5%。我國(guó)電廠鍋爐最常用的為鑄鐵低溫省煤器，這種低溫省煤器相對(duì)而言系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)低加凝結(jié)水量的調(diào)節(jié)性能相對(duì)較差，且存在排煙管道易積灰的問題，它與低加系統(tǒng)的連接要結(jié)合鍋爐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇串聯(lián)或并聯(lián)的方式，串聯(lián)方式用于兩級(jí)低加之間，并聯(lián)方式與低壓加熱器并列連接，其中串聯(lián)方式的低溫省煤器在運(yùn)行過程中故障停機(jī)事故相對(duì)較多，并聯(lián)方式則鮮有停機(jī)故障，因此并聯(lián)連接方式在電廠鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)用更多。

低溫省煤器配置方案分煙氣側(cè)和工質(zhì)側(cè)兩種。煙氣側(cè)布置的安裝位置可在電除塵前、電除塵后或電除塵前后兩級(jí)并聯(lián)。這種布置方案的系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資成本低、除塵效果好、不易積灰、預(yù)熱回收效率高。工質(zhì)側(cè)方案的安裝位置在熱力系統(tǒng)中，常與熱力系串聯(lián)。這種方式對(duì)于鍋爐系統(tǒng)的熱效率影響較大，有助于提高鍋爐系統(tǒng)發(fā)電的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，同時(shí)余熱回收量高于煙氣側(cè)，但工質(zhì)側(cè)連接方式容易發(fā)生6號(hào)低加進(jìn)水量變化較大的問題，6號(hào)低加凝結(jié)水量的控制是優(yōu)化工質(zhì)側(cè)低溫省煤器應(yīng)用效果的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

三、低溫省煤器的優(yōu)化技術(shù)

低溫省煤器的工作環(huán)境為酸性條件，重要元件長(zhǎng)期在酸性條件下易發(fā)生腐蝕問題，從而縮短低溫省煤器的使用壽命。因此，提高低溫省煤器重要元件的抗腐性能是優(yōu)化低溫省煤器技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。在選擇低溫省煤器時(shí)，要根據(jù)鍋爐環(huán)境來選擇抗腐蝕性能好的材料，例如搪瓷、氟塑料、Cu合金、Cr合金、Sb合金等，這些材料具有較好的耐腐蝕性能。同時(shí)也要考慮改造成本和鍋爐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期等因素。鋼材料的低溫省煤器建議在表層鍍上一層耐腐蝕的合金材料，防止管道在酸性環(huán)境下發(fā)生腐蝕反應(yīng)。

此外，合理的控制酸露點(diǎn)的溫度也可以起到保護(hù)金屬表面的作用。這種技術(shù)適用于金屬材料的低溫省煤器，一般通過將酸露點(diǎn)提高10℃以上來預(yù)防低溫腐蝕問題的出現(xiàn)。由于提高溫度能夠提高煤粉燃燒程度，因此提高溫度還能有效地控制受熱面積灰，防治排煙管道受阻造成的熱損。

四、低溫省煤器技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

某火力發(fā)電廠對(duì)1、2號(hào)鍋爐電除塵前加設(shè)低溫省煤器。具體位置在除塵器的入口煙道豎直段，每個(gè)煙道設(shè)置三個(gè)低溫省煤器受熱面，并利用小集箱手動(dòng)隔離門將省煤器受熱面分為三組，使其成為三個(gè)獨(dú)立的受熱面，這樣其中任何一個(gè)受熱面在發(fā)生泄漏時(shí)就能通過自動(dòng)退出運(yùn)行模式進(jìn)行維修，而其他的受熱面則可以正常的運(yùn)行。兩臺(tái)鍋爐的煙道總共分為6個(gè)獨(dú)立的受熱面，分別在煙道的一側(cè)設(shè)置進(jìn)回水的手動(dòng)門，用于將一側(cè)的低溫省煤器隔離。為了預(yù)防煙道積灰，每個(gè)獨(dú)立的受熱面分別安裝一臺(tái)聲波吹灰器。在該電廠鍋爐系統(tǒng)改造之前，排煙溫度大約為160℃，經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化改造后排煙溫度降低到110℃，有效地控制了6號(hào)低壓加熱器的抽汽量，這部分蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)持續(xù)做工，使鍋爐系統(tǒng)的循環(huán)熱效率得到大幅提升。聲波吹灰器的設(shè)置也有效的控制了低溫省煤器受熱面的積灰量，解決了煙道堵塞造成的熱量損失和引風(fēng)機(jī)電耗增加的問題，既達(dá)到了節(jié)約能源、資源的目的，又將回收余熱轉(zhuǎn)化為電能，提高了電廠的發(fā)電效益。

五、結(jié)語

綜上所述，低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐中的應(yīng)用對(duì)于提高火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益、降低排放、提高鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性有著重要的意義。在進(jìn)行鍋爐系統(tǒng)改造時(shí)，要綜合考慮項(xiàng)目的成本、設(shè)備空間及后期維護(hù)等問題。具體應(yīng)根據(jù)電廠鍋爐的設(shè)備型號(hào)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式選擇合適的低溫省煤器及連接技術(shù)。受低溫省煤器特殊元件材質(zhì)的影響，為電廠鍋爐安裝低溫省煤器裝置后要做好煙氣側(cè)的防腐蝕工作，設(shè)置吹灰保護(hù)裝置，從而確保低溫省煤器運(yùn)行的可靠性。電廠做好低溫省煤器技術(shù)準(zhǔn)備和全方位保障后再進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化改造。已應(yīng)用的低溫省煤器技術(shù)證明，它的應(yīng)用對(duì)火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提升有著重要的促進(jìn)作用。因此建議發(fā)電廠結(jié)合電廠實(shí)際發(fā)展需要選擇低溫省煤器對(duì)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行改造。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒祥波，周恂，吳云強(qiáng).燃煤電廠煙氣中的VOCs治理技術(shù)研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2013（06）：57-62.

[2]陳鴻理.A電廠低溫省煤器項(xiàng)目改造研究[D].吉林大學(xué)，2016.

[3]黃興業(yè).低溫省煤器技術(shù)在電廠鍋爐的應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2016（24）：123-124.

[4]唐家毅，李峰.低溫省煤器技術(shù)在電廠的應(yīng)用概況[J].冶金動(dòng)力，2017（02）：11-16+19.

[5]徐斌超.低溫省煤器在電廠鍋爐機(jī)組中的應(yīng)用研究[D].華南理工大學(xué)，2017.