低溫省煤器介紹

低溫省煤器－暖風(fēng)器余熱回收系統(tǒng)上海鍋爐廠有限公司Thursday,January12,2023Thursday,January12,2023前言

降低鍋爐排煙溫度，減小鍋爐q2

損失是提高發(fā)電效率的重要途徑依靠傳統(tǒng)的空氣預(yù)熱器無法將鍋爐煙氣溫度有較大幅度的下降不設(shè)置GGH導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)為控制入塔煙氣溫度，需要耗去大量的冷卻水預(yù)熱器在鍋爐采用各種節(jié)能手段后，面臨排煙溫度過低、低溫腐蝕加劇的風(fēng)險(xiǎn)，需長期采用暖風(fēng)器工作暖風(fēng)器耗用部分蒸汽熱量，影響了電廠的經(jīng)濟(jì)性

低溫省煤器－暖風(fēng)器鍋爐預(yù)熱器回收系統(tǒng)：可以解決大幅度降低排煙溫度的需要為預(yù)熱器暖風(fēng)器提供循環(huán)熱量可以明顯提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性可以部分替代GGH設(shè)備，回收的熱能直接為發(fā)電工質(zhì)利用完全符合國家發(fā)展綠色煤電的要求設(shè)備應(yīng)用情況

從1990年代起，歐洲的褐煤鍋爐系統(tǒng)，普遍安裝低溫預(yù)熱回收系統(tǒng)，將排煙溫度從160~170℃，降低到120℃左右，提高電廠熱效率2.5%日本近十年內(nèi)新建的1000MW以上機(jī)組，和脫硫脫硝裝置同步配備低溫余熱回收系統(tǒng)，節(jié)約水耗和電耗日本新一代電除塵系統(tǒng)，依靠在空氣預(yù)熱器和電除塵之間加裝煙溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將除塵器入口煙溫低到80℃，改變煙氣比電阻，將除塵效果控制到30mg/Nm3美國各鍋爐公司的新設(shè)計(jì)目標(biāo)是將鍋爐排煙溫度控制到100℃以下，主要依靠提高空氣預(yù)熱器效率和加裝尾部換熱器國內(nèi)的工業(yè)爐，普遍配置鑄鐵省煤器回收余熱

設(shè)備布置方案

全部布置在空預(yù)器-電除塵間易堵灰全部布置在脫硫塔前，只加熱冷凝水調(diào)節(jié)性差兩級布置一級在前電除塵前，第二級在脫硫塔前系統(tǒng)復(fù)雜脫硫塔前分2-3級布置，分別加熱冷凝水和暖風(fēng)器水推薦方案和低加系統(tǒng)的連接串聯(lián)串于兩級低加之間，易出現(xiàn)因低溫省煤器故障停機(jī)并聯(lián)和某級低加并聯(lián)，不存在低溫省煤器故障停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)推薦方案

低溫省煤器－暖風(fēng)器系統(tǒng)

汽機(jī)熱平衡圖－－引入引出點(diǎn)的選擇

取水和回水方式（參數(shù)為某電廠100萬機(jī)組TMCR時(shí)數(shù)據(jù)）

結(jié)構(gòu)布置圖

布置位置

脫硫塔主要性能參數(shù)（各項(xiàng)目需按照機(jī)組參數(shù)作具體設(shè)計(jì)）

序

號名

稱單位取

值

范

圍備

注1煙氣入口溫度℃100-1802煙氣出口溫度℃80-100因煤種而異3水入口溫度℃45-804水出口溫度℃60-1205煙氣阻力kPa<1.0(設(shè)計(jì)值<0.8)6水流動(dòng)阻力MPa<0.25換熱器部分7暖風(fēng)器工質(zhì)阻力MPa<0.25換熱元件形式

換熱元件材質(zhì)

露點(diǎn)上方10℃以上Q235A

露點(diǎn)±10℃09CuP(ND鋼管+Corten翅片）露點(diǎn)下方10-20℃鈦合金，涂搪瓷翅片管，302等級不銹鋼露點(diǎn)下方20-30℃304等級不銹鋼露點(diǎn)下方30℃以上316L等級不銹鋼

更低溫度904,926等級不銹鋼或非金屬材料

Tld=TH2O+125*SZS0.333/1.05afh*Azs

對有灰煙氣

Tld=20*lg(VSO3)+a對無灰煙氣a=184~201吹灰方式

蒸汽吹灰器（伸縮－旋轉(zhuǎn)式）（1.2-1.8MPa，300-350℃，4.8t/h）

氣脈沖吹灰器控制方式

純低溫省煤器模式采用和相近溫度的低加并聯(lián)控制換熱器出口的排煙溫度，手段是控制進(jìn)入換熱器的水量同時(shí)投用暖風(fēng)器模式低溫省煤器的第1,2級供加熱冷凝水，第3級供加熱暖風(fēng)器內(nèi)水；如設(shè)計(jì)需要暖風(fēng)器出力較大時(shí)，可以用第1級作為暖風(fēng)器熱源，2,3級加熱凝結(jié)水控制方式為切換第3級換熱器的進(jìn)出水閥，暖風(fēng)器回路吸熱量通過調(diào)節(jié)其循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速或管道閥門開度控制；依靠調(diào)節(jié)流入的凝結(jié)水量來控制最終排煙溫度被并聯(lián)的低加通過控制進(jìn)入低加的蒸汽進(jìn)氣門，加熱未經(jīng)過低溫省煤器的剩余凝結(jié)水，以低加出口水溫為控制參數(shù)運(yùn)行

堵灰風(fēng)險(xiǎn)布置在電除塵以后，灰來源少，沒有粘度很強(qiáng)的物質(zhì)（如石膏漿液）布置采用H型或方形肋片，順列排放，吹灰通透性良好一般不出現(xiàn)堵灰現(xiàn)象腐蝕風(fēng)險(xiǎn)末級換熱器在露點(diǎn)下方工作，腐蝕危害較大抗腐蝕對策提高材料等級采用較厚的管子，留有不低于3mm的腐蝕余量采用肋化比較高的管束，提高換熱表面壁溫，光管區(qū)域盡量不接觸煙氣設(shè)計(jì)壽命按照一個(gè)大修期考慮經(jīng)濟(jì)收益數(shù)據(jù)

收益部分：回收余熱，減少汽機(jī)抽汽量（1-q5)*（I”-I’）*Fcw更換暖風(fēng)器熱源，有利于提高熱經(jīng)濟(jì)性(1/ηb-q5ah)*Fair*ΔTa*Cpa減少脫硫系統(tǒng)水耗Fgas*ΔTg*Cpg/（4.187*Δtw+0.3*2260）如取代GGH，可以降低運(yùn)行耗功ΣW/0.42（熱耗）支出部分增加了冷凝水的輸送功Fcw

*ΔPcw

/（ηp*ρcw）（電耗）低溫省煤器煙氣阻力耗功Fgas*ΔPgas/（ηf*ρgas）（電耗）暖風(fēng)器內(nèi)循環(huán)水輸送功Fw

*ΔPw

/（ηp*ρw）（電耗）經(jīng)濟(jì)收益計(jì)算基本數(shù)據(jù)

序號名稱單位330MW660MW1000MW備注1TMCR輸出功率MW3677261100

2通過煙氣量kg/s405.48750.61115

3煙氣進(jìn)出口溫度℃125/79.71125/79.84125/82.84

4通過水量kg/s237.62370.285547.198汽機(jī)熱平衡圖來5水進(jìn)出口溫度℃56.38/75.8455.2/78.2660.8/82.45

6煙氣阻力kPa111保證值7水流動(dòng)阻力Mpa0.20.20.2保證值8暖風(fēng)器系統(tǒng)水阻力Mpa0.30.30.3保證值9GGH運(yùn)行總耗功kw5529181037不含高壓水泵10脫硫塔煙氣入口溫度℃100100100無低溫省煤器時(shí)11脫硫塔噴水蒸發(fā)率％303030

12燃料低位發(fā)熱量kJ/kg234202276022760

13標(biāo)準(zhǔn)煤煤價(jià)元/噸800800800

14輸送冷凝水管路散熱率％555

15暖風(fēng)器管路增加散熱率％222

16折算年滿發(fā)時(shí)間小時(shí)500050005000

17電廠效率％0.420.420.42

18鍋爐效率％0.940.940.94

經(jīng)濟(jì)收益計(jì)算結(jié)果

序號名稱單位330MW660MW1000MW備注1凝結(jié)水吸熱量kw

19,347

35,722

49,611TMCR工況2暖風(fēng)器置換熱源節(jié)約熱量kw

353.6

663.3

993.9TMCR工況3凝結(jié)水輸送耗功kw

-53.6

-83.5

-123.7TMCR工況4煙氣阻力耗功kw

-471.3

-872.4

-1,296TMCR工況5暖風(fēng)器水循環(huán)耗功kw

-53.4

66.7

-83.4TMCR工況7每年節(jié)約煤量（標(biāo)準(zhǔn)煤）萬噸/年

1.0585

1.9582

2.7080標(biāo)準(zhǔn)煤8最少節(jié)約發(fā)電煤耗g/kwh

5.77

5.40

4.92標(biāo)準(zhǔn)煤9節(jié)約發(fā)電成本分/kwh

0.46

0.43

0.39

10脫硫節(jié)水量萬噸/年

18.75

34.71

51.57若未配置GGH系統(tǒng)11節(jié)約GGH運(yùn)行費(fèi)用萬元/年

80.80

138.30

182.62如替代GGH12年節(jié)約燃料費(fèi)用萬元/年

847

1,567

2,166

13投資總費(fèi)用萬元

1,000

1,800

2,200估算值14最長投資回收年限年

1.18

1.15

1.02

其它工作

1.布置從汽機(jī)低壓加熱器到低溫省煤器的管道和閥門

2.修改DCS控制方案

3低溫省煤器的基礎(chǔ)和打樁

4.調(diào)整核算汽輪機(jī)低壓缸抽汽方案和熱耗（熱平衡）

5.現(xiàn)場安裝

對脫硫系統(tǒng)的影響

1.

減少入口噴水

2.降低脫硫塔入口煙氣流速，有利于提高脫硫效率

3.可以避免脫硫塔內(nèi)防腐內(nèi)襯過熱

4.利于提高除霧效率

5.可以縮小新建脫硫塔的直徑結(jié)語