低低温省煤器在30MW机组上的应用

齐林虎，黄新元，郭峰

低低温省煤器在30MW机组上的应用

齐林虎1，黄新元2，郭峰1

（1.山东泓奥电力科技有限公司，济南250101；2.山东大学，济南 250061）

华能某热电厂30MW机组锅炉排烟温度偏高，造成锅炉效率偏低，影响电除尘器效率。在空气预热器出口至除尘器入口烟道增设低低温省煤器本体，利用锅炉排烟余热加热疏水箱补水，可降低除尘器入口烟温，提高机组经济性和除尘器效率。系统投运后，除尘器入口烟温可控制在90～95℃，除尘器效率大大提高。

低低温省煤器；疏水；除尘器效率；经济性

0 引言

华能某电厂锅炉为YG-170／9.8-M1型单汽包、自然循环、流化床锅炉，采用Π型布置，设计排烟温度为140℃，设计效率为89.9%。采用炉内喷钙脱硫，锅炉实际运行排烟温度为160～170℃，锅炉效率降低约2%，同时进入除尘器的烟气体积流量大，粉尘比电阻升高，造成除尘器效率降低。

该锅炉配套C30-8.82／0.981型高压、冲动、单缸、单抽、凝汽式汽轮机，单抽为工业抽汽，工质不回收。锅炉补水来自两部分，一路为凝结水泵出水经低压加热器（以下简称低加）至高压除氧器，一路为疏水泵出口经过冷渣器加热后进入高压除氧器。疏水补水经冷渣器加热后温度为40～50℃，直接进入高压除氧器，造成高压除氧器抽汽量增加，机组循环热效率降低。

本文采用低低温省煤器系统，利用锅炉烟气余热加热疏水，提高机组循环热效率。

1 设计方案

低低温省煤器本体布置在空气预热器（以下简称空预器）出口至除尘器入口的竖直烟道内，换热元件采用双H型翅片管，省煤器本体采用模块化结构，沿烟气流向分上下两层，中间设计有声波吹灰器。省煤器管箱通过小横梁支撑在新预制钢结构框架上。省煤器从疏水泵出口取水（如图1所示），经升压泵升压后进入低低温省煤器本体吸热，吸热后返回高压除氧器。从＃1低加入口取水作为补水，以满足省煤器传热需要的凝结水量。＃2低加出口取水用于低低温省煤器热态冲洗用水。在低低温省煤器回水管道和管道升压泵入口之间设计有再循环管道，用于调节低低温省煤器入口水温，在低低温省煤器回水母管设计有回水母管调节阀，用于控制低低温省煤器凝结水流量，从而调节低温省煤器本体出口烟温；凝结水管道阻力通过管道升压泵克服，引风机有1 000 Pa裕量，增设低温省煤器本体不会影响锅炉的燃烧。

图1 低低温省煤器热力系统

凝结水补水，经过低低温省煤器本体加热后，温度由40～50℃升高至110～120℃后，除氧器抽汽量减少，有利于提高机组循环热效率。低低温省煤器主要设计参数和实际运行参数对比见表1。

表1 低低温省煤器主要参数对比

2 低低温省煤器系统需要注意的问题

2.1 本体磨损问题

设计选取合适的烟气流速，实际运行风速低于8m／s，换热元件采用耐磨损双H型翅片管，换热管弯头布置在烟道外，烟气流通区域无烟气走廊，省煤器烟气流通烟道经过数值模拟计算，对烟气速度和粉尘浓度进行纠偏，并在管束迎风面设计两排防磨假管。

2.2 省煤器本体腐蚀问题

锅炉采用炉内脱硫，空预器出口SO2质量浓度控制在200mg／m3，经计算烟气酸露点在67℃左右，运行中控制低低温省煤器入口水温在68℃即可避免出现低温腐蚀问题；系统采用热水再循环运行方式，运行中可以调整低低温省煤器入口水温，以满足煤质变化的运行控制要求。

2.3 省煤器本体积灰问题

省煤器本体运行控制壁温在烟气酸露点以上，可避免出现黏结性积灰。省煤器本体位置设计有声波吹灰器，定期对受热面进行吹灰，保持受热面清洁。

2.4 低温省煤器系统运行需要注意的问题

2.4.1 低低温省煤器系统调节控制原理

系统正常运行时，疏水至除氧器调节阀开度根据除氧器水位自动调节；疏水取水调节阀保持60%开度，低加补水调节阀关闭；低低温省煤器入口水温通过再循环调节阀进行控制，低低温省煤器出口烟温通过回水母管调节阀进行控制。

2.4.2 高压除氧器水位控制

系统锅炉补水是随工业用汽量变化的，补水量根据疏水箱水位变化自动调节，投运低低温省煤器系统后，系统需要冷却水量比较大，当工业抽汽量较小时，锅炉需要补水量降低，主凝结水流量增大，但低低温省煤器侧冷却水量不变，进入除氧器水量增加，除氧器水位升高。除氧器正常运行水位为1 900～2200mm，当除氧器水位超过2 200mm时，应开启低加补水调节阀，降低疏水取水调节阀开度，对低低温省煤器系统补水，调节除氧器水位至正常水位。

2.4.3 低低温省煤器初投运时高压除氧器压力控制

机组高压除氧器采用定压运行模式，正常运行压力在0.5MPa左右。当进入除氧器凝结水温度升高时，除氧器抽汽量降低，压力升高。该机组锅炉排烟温度高，低低温省煤器系统初投运时，机组提供凝结水流量较少，低低温省煤器回水温度较高，当超过回水150℃时，会造成高压除氧器压力升高，需要采取措施控制高压除氧器压力。

低低温省煤器本体采用模块化设计，沿烟道宽度方向分成3个独立运行模块；系统初投运时，应先投运一组模块，逐步增大凝结水流量，使低低温省煤器回水温度低于设计温度，依次操作程序投运第2模块、第3模块，始终保持低低温省煤器回水温度低于除氧器入口进水温度。由于进入除氧器水温始终低于除氧器设计进水温度，投运低低温省煤器系统后，除氧器运行压力不会升高。

2.4.4 低低温省煤器系统投运后除尘器运行措施

低低温省煤器系统投运后，进入除尘器烟气的温度从160℃降至95℃，烟气体积流量减少15%，烟气在除尘器极板间停留时间变长，飞灰比电阻下降，除尘器除尘效率升高，应相应调整各电场振打周期，同时由于除尘效率提高，灰斗落灰量增大，灰斗加热系统应投运，防止飞灰黏附在灰斗内壁上造成除灰不畅而影响除尘效率。

3 经济性分析

采用等效热降法对低低温省煤器系统进行热经济性分析。该系统利用烟气热量替代高压除氧器抽汽加热疏水，系统不可逆损失降低，热经济性大大提高。低低温省煤器投运后，额定负荷下新增烟气总流阻200Pa，但由于烟气温度降低65℃，使得引风机入口体积流量减少15%，在功率不变的情况下，可抵消全部烟气净增阻力。为克服凝结水管道阻力，在低低温省煤器系统入口管道设计管道升压泵，需要消耗能量，经济性计算时需要扣除。系统投运后最终降低供电煤耗7 g／（kW·h），具体见表2。

表2 低低温省煤器额定工况热经济性分析

4 结论

增设低低温省煤器系统，可以实现烟气余热深度利用，提高除尘器除尘效率，提高机组循环热效率。低低温省煤器系统采用烟气余热加热疏水和低加补水的方案，适用于该厂机组改造，供电煤耗下降

7 g／（kW·h），年节约燃料费用70.56万元，投资回收期不超过3年，可供同类机组改造时借鉴。

［1］林万超.火电厂热系统节能理论［M］.西安：西安交通大学出版社，1994.

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［4］牛树赟.某循环流化床锅炉增设低温省煤器降低排烟温度的节能分析［J］.热力发电，2012，41（10）：9-12.

［5］周新军，房林铁，张红方，等.330MW机组增装低压省煤器及经济性分析［J］.节能，2011（6）：16-20.

（本文责编：白银雷）

TK 223.3+3

：B

：1674-1951（2015）03-0049-03

齐林虎（1979—），男，山东荣成人，工程师，从事电厂锅炉及热力系统节能的设计及管理工作（E-mail：ythanling＠sohu.com

2014-11-20；

2015-02-10

）。