低低温省煤器联合暖风器系统在300 MW机组的应用

齐林虎，黄新元，刘红英

（1.山东泓奥电力科技有限公司，济南 250101；2.山东大学能源与动力工程学院，济南 250100）

低低温省煤器联合暖风器系统在300 MW机组的应用

齐林虎1，黄新元2，刘红英1

（1.山东泓奥电力科技有限公司，济南 250101；2.山东大学能源与动力工程学院，济南 250100）

某电厂300 MW机组设计的低低温省煤器联合暖风器系统，将锅炉烟气余热回收用于加热汽轮机凝结水和锅炉侧冷风，实现机炉联合余热利用。系统投运后，可同时提高锅炉热效率和机组循环热效率，综合发电煤耗降低3.02 g/（kW·h）；同时，系统还可减轻空气预热器冷端低温腐蚀和堵灰，控制空气预热器烟气侧压降，提高电除尘器效率。最后，针对系统运行存在的问题提出了应对措施。

低低温省煤器；暖风器；空气预热器；热效率；发电煤耗

0 引言

某电厂300 MW燃煤发电机组配套锅炉为上海锅炉厂有限公司制造的SG－1025/17.49－M879型亚临界压力控制循环汽包炉，采用四角切圆燃烧方式，汽轮机为上海汽轮机有限公司制造的C330－16.67/0.98/538/538亚临界抽凝式供热汽轮机。为提高机组循环热效率，彻底解决机组排烟温度过高问题，减轻空气预热器冷端低温腐蚀和积灰问题，实现低低温除尘，提高电除尘器的除尘效率，该电厂委托山东泓奥电力科技有限公司对＃7机组进行低低温省煤器联合暖风器改造。低低温省煤器联合暖风器风水联合加热系统在国内首次应用于300 MW机组改造，对同类机组具有示范和借鉴意义。

1 系统原理

增设低低温省煤器联合暖风器系统，将锅炉烟气余热用于加热汽轮机凝结水和锅炉侧冷风，实现机炉余热联合利用［1］。在电除尘器入口烟道增设低低温省煤器本体设备，将排烟温度降至90℃，实现低低温除尘，在送风机和一次风机出口风道增设暖风器，将进入空气预热器（以下简称空预器）的冷风温度提升至70℃，排烟温度升高至165℃，将空气预热器最低冷端壁温提升至115℃以上，使空预器运行环境大大改善。低低温省煤器和暖风器采用烟（空）水换热，低压加热器（以下简称低加）取水和暖风器回水混合后进入低低温省煤器本体吸热后温度升至135℃以上，回水一部分回到＃5低加出口（入口），一部分进入暖风器放热之后返回低低温省煤器入口，热力系统图如图1所示。该系统的最大亮点在于改善了空预器运行环境，空预器压降得到有效控制，同时提高了烟气余热利用的能级，整体热经济性较纯低低温省煤器系统高。

图1 低低温省煤器联合暖风器热力系统

2 设计参数和运行数据

低低温省煤器联合暖风器系统的设计参数和实际运行参数见表1。

3 系统热经济性分析

该系统热经济性由两部分组成：一是锅炉利用排烟余热提升空预器出口热风温度，提高锅炉效率，该工程提升空预器入口冷风温度至70℃以上，出口热风温度提高8℃，锅炉热效率提高0.3%；二是高温烟气余热加热汽轮机凝结水，使排挤功增加，这部分效益采用等效热降法［2］进行分析。该工程空预器出口烟温升高至165℃，使加热后的凝结水可以返回抽汽效率（能级）更高的低加，因而与常规低低温省煤器相比，等量的余热回收功率可获得更大的排挤功。测试表明，系统投运后，汽轮机热耗率［3］下降44.7 kJ/（kW·h），综合发电煤耗减少3.02 g/（kW·h）。

表1 系统设计参数和实际运行参数

此外，进入除尘器的烟温降至90℃，烟气粉尘比电阻下降，电除尘效率得到提高；烟气温度降至酸露点以下，烟气中80%以上的硫酸蒸汽经除尘器凝聚、结团捕集，除尘器出口设备低温腐蚀减轻；排烟温度降低后，通过引风机的烟气体积流量减少10%，空预器烟气侧压降下降600 Pa，引风机节电效益明显。系统启停试验表明，在扣除由于凝结水循环泵、省煤器、暖风器本体的阻力而增加的功耗后，系统运行可降低辅机能耗30 kW，厂用电率下降0.076%。

该方案与常规低低温省煤器的热经济性主要对比数据见表2。

表2 系统额定工况热经济性分析

4 系统运行存在的问题及应对措施

4.1 暖风器系统冻漏

系统冬季低负荷运行时，由于空预器出口烟温较低，受电除尘器入口烟温的限制，系统总循环水量较小，低低温省煤器吸热量少，此时暖风器吸热量仍比较大，暖风器回水温度低、流量小，当回水温度低于20℃时，会出现暖风器本体结冰现象，直至整体冻结，严重时换热管冻裂，暖风器系统无法投运；冻结逐渐消失时，换热管冻裂处泄漏，威胁送风机的安全运行。

设计上建议保留原蒸汽暖风器，可改造成旋转式暖风器，也可以在低低温省煤器供水管道上设计蒸汽加热器，在极端寒冷的天气投运；为防止送风机叶片磨损，不建议采用热风再循环；当在极端寒冷天气（低于－12℃）下低负荷运行时，进入手动运行模式，提高再循环水量，同时解列部分暖风器受热面，维持较高的暖风器回水温度，防止暖风器出现低温、低流量情况。暖风器疏水管径建议在DN50 mm以上，寒冷天气下机组停运暖风器时应及时将疏水排放干净。

4.2 低低温省煤器本体区域积灰

为提高低低温省煤器运行的可靠性，每个烟道受热面沿烟气流动方向分成3层模块，沿烟气高度方向分为6层模块，每组模块进出口设置手动门，可单独投运和解列；沿烟气流动方向的模块之间设计有检修空间并加装吹灰器。运行一段时间后，发现2层模块之间烟道存在厚1.5 m以上的积灰，影响低低温省煤器本体的传热效果。需要在模块前、模块间、模块后烟道底部加装灰斗，灰斗连接仓泵输灰至除尘器入口封头。

4.3 暖风器出口风温对空预器冷端密封的影响

电厂大修期间，按照暖风器系统投运后的参数对空预器密封间隙重新调整。系统调试运行时发现，当暖风器出口风温超过80℃时，空预器主驱动电机电流超限报警，实际运行时应控制进入空预器的二次风温度为70℃左右。

4.4 低低温省煤器投运后除尘器运行措施［4］

低低温省煤器联合暖风器系统投运后，进入除尘器的烟气温度从128℃降至90℃，烟气体积流量减少10%，烟气在除尘器极板间停留时间变长，飞灰比电阻下降，电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，一电场灰斗落灰量增大，应投运灰斗加热系统，以防止飞灰黏附在灰斗内壁上，造成除灰不畅，影响除尘效率。

4.5 系统投运后脱硫运行措施

系统运行后，进入脱硫塔的烟温下降40℃，脱硫工艺水消耗量减少，为保持脱硫塔正常液位，除雾器冲洗间隔应延长，运行中观察除雾器压差变化，及时对除雾器进行清洗，同时加大脱硫废水的排放及再利用。

5 结论

增设低低温省煤器联合暖风器系统，可以实现锅炉侧和汽轮机侧余热的综合利用［5］，在成功解决空预器的硫酸氢氨型堵灰问题的同时，提高了锅炉效率和汽轮机循环热效率；系统采用烟气余热并联加热空预器入口冷风和凝结水的方案，可将加热凝结水的能级提高，综合发电煤耗下降3.02 g/（kW·h），年节约标准煤5 000 t，适用于燃煤脱硝机组的烟气余热深度利用。

［1］陆万鹏.基于电站锅炉排烟余热的机炉烟气回热循环理论与应用研究［D］.济南：山东大学，2012：74－92.

［2］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，1994：224－238.

［3］谢磊.电站锅炉低压省煤器系统热经济性分析的数学模型［D］.济南：山东大学，2007：15－25.

［4］齐林虎，黄新元，郭峰.低低温省煤器在30 MW机组上的应用［J］.华电技术，2015，37（3）：49－51.

［5］常家星，段君寨，黄新元.锅炉深度利用烟气余热变能级系统的原理与设计［J］.华电技术，2014，36（12）：66－69.

（本文责编：刘芳）

TK 221

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1674－1951（2016）10－0022－03

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、管理工作（E-mail：qilh＠haoenergy.com）。

2016－09－06；

2016－09－16