煙氣余熱利用在火電機組中的應(yīng)用

李文杰 岳強

摘要：針對山西臨汾熱電有限公司鍋爐排煙溫度高問題，開展了低溫省煤器的研究與應(yīng)用，介紹了低溫省煤器工作原理、安裝方案、優(yōu)化調(diào)整，經(jīng)實際應(yīng)用，取得了顯著的節(jié)能效果，該技術(shù)具有良好的推廣及應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：電廠;煙氣;余熱;利用

0? ? 引言

排煙損失是鍋爐運行中最主要的一項損失，一般占鍋爐效率總損失的60%～70%，而影響排煙損失的主要因素是排煙溫度，排煙溫度每升高10 ℃，排煙熱損失增加0.6%～1%。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國絕大多數(shù)火力發(fā)電廠排煙溫度均大于設(shè)計值，高出10～50 ℃，所以，降低排煙溫度對降低機組煤耗和減少環(huán)境污染都有重要的現(xiàn)實意義。山西臨汾熱電有限公司#1、#2機自投產(chǎn)以來，因空預(yù)器換熱差的原因，一直存在排煙溫度偏高問題，還有逐年上升的趨勢。根據(jù)運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，隨著環(huán)境溫度變化，該公司#1機組排煙溫度在130～145 ℃，較設(shè)計值高5～20 ℃;#2機組排煙溫度在135～150 ℃，較設(shè)計值高10～25 ℃。兩臺機組排煙溫度高對機組煤耗影響在2.5 g/kWh。所以，通過低溫省煤器技術(shù)降低機組煤耗勢在必行。

1? ? 設(shè)備概況

山西臨汾熱電#1、#2機煙氣余熱回收工程在引風(fēng)機出口水平煙道處布置煙氣余熱換熱器（低溫省煤器），利用煙氣余熱加熱凝結(jié)水，實現(xiàn)降低煙溫、節(jié)能減排的目的。

運行時，低溫省煤器內(nèi)的凝結(jié)水依靠低溫省煤器進口管路增壓泵運行，流經(jīng)低溫省煤器的水來自#7低加進口與省煤器回水再循環(huán)管路的混合凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)增壓泵送至換熱器換熱后流入#6低加入口，回至凝結(jié)水主系統(tǒng)。

2? ? 改進前運行狀況分析

山西臨汾熱電有限公司#1、#2機自投產(chǎn)以來，煙溫整體較設(shè)計值偏高，并且隨著機組運行時間增加，空預(yù)器換熱效果也逐漸變差，排煙溫度還有上升趨勢，主要情況如圖1所示。

從圖中分析，#1爐于2011年投產(chǎn)運行，#2爐于2013年投產(chǎn)運行，起初煙溫在130 ℃以下，但均高于設(shè)計值（125 ℃），并且呈逐年上升趨勢。

3? ? 改進方案確定與實施

由于低溫省煤器換熱溫差低，因此換熱面積大，所以低溫省煤器安裝位置也比較重要。

低溫省煤器一般安裝在除塵器入口，這種方式可使煙溫下降到90 ℃，除塵器飛灰比電阻從1012 Ω·cm降至1010 Ω·cm，使除塵效率提高;除塵器下游煙氣流量下降5%，引風(fēng)機電耗也相應(yīng)下降。但這種方式的重點是要考慮下游設(shè)備的防腐問題，因為經(jīng)過低溫省煤器后煙氣溫度如降低至煙氣露點以下，則可能對下游的煙道、引風(fēng)機、除塵器造成嚴(yán)重腐蝕。另外，低溫省煤器在除塵器之前，煙氣中灰分含量大，容易造成低溫省煤器磨損和堵塞[1]。

另一種方式是低溫省煤器安裝在脫硫吸收塔入口，低溫省煤器將煙氣溫度由140 ℃降至100 ℃左右，被加熱凝結(jié)水再送至汽輪機凝結(jié)水系統(tǒng)。這種方式下低溫省煤器實際起到管式GGH的作用。煙氣經(jīng)過除塵器后，低溫省煤器處于低塵區(qū)工作，磨損程度將大大減輕，因為低溫省煤器中煙氣經(jīng)過除塵器和引風(fēng)機，對設(shè)備產(chǎn)生低溫腐蝕的可能性大大降低[2]。

綜合兩種方式及設(shè)備安裝空間位置的影響，臨汾熱電公司采用第二種安裝方式，具體布置如圖2所示。

4? ? 運行優(yōu)化調(diào)整

4.1? ? 出口水溫的控制

低溫省煤器投入后，手動調(diào)節(jié)#7低加至低省入口調(diào)門開度，使煙氣余熱換熱器進水（混水）溫度保持在87 ℃左右。

4.2? ? 出口煙氣溫度的控制

當(dāng)煙氣出口溫度低于（高于）100 ℃時，手動調(diào)節(jié)增壓泵頻率，減小（增加）轉(zhuǎn)速，從而減?。ㄔ黾樱煔庥酂釗Q熱器進水流量，使排煙溫度保持在100 ℃左右。

4.3? ? 再循環(huán)門的控制

監(jiān)視煙氣余熱換熱器進水溫度，當(dāng)進水溫度低于（高于）87 ℃時，減?。ㄔ龃螅┗焖{(diào)門的開度，使冷水的流量減少（增大），使煙氣余熱換熱器進口水溫處于87 ℃。

5? ? 應(yīng)用情況及社會經(jīng)濟效益

經(jīng)過試驗，低溫省煤器投運前后發(fā)電煤耗計算結(jié)果如表1所示。

從表1中低溫省煤器投運前后發(fā)電煤耗的變化可知，300 MW時低溫省煤器的運行節(jié)約發(fā)電煤耗2.5 g/kWh。

由于低溫省煤器降低了發(fā)電煤耗，因此，同樣的年發(fā)電量對應(yīng)的污染物排放量將減少，根據(jù)節(jié)約發(fā)電煤耗并綜合考慮全年發(fā)電負荷，每年減排收益如表2所示。

6? ? 結(jié)語

綜上所述，低溫省煤器在機組節(jié)能減排方面具有一定的推廣及應(yīng)用前景。

[參考文獻]

[1] 岑可法，周昊，池作和.大型電站鍋爐安全及優(yōu)化運行技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2002.

[2] 宋景慧，馮永新，徐鋼，等.火力發(fā)電廠煙氣低溫余熱利用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2017.

收稿日期：2020-04-24

作者簡介：李文杰（1985—），男，山西朔州人，助理工程師，研究方向：火電機組運營管理。

岳強（1978—），男，山西介休人，工程師，研究方向：火電機組運營管理。