低压省煤器在220 MW机组上的应用

王海超，张如周，任建平，侯凡军，侯本杰

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东 济南 250003；2.华能曲阜热电有限公司，山东 济宁 273100；3.山东中实易通集团有限公司，山东 济南 250003）

·发电技术·

低压省煤器在220 MW机组上的应用

王海超1，张如周2，任建平2，侯凡军1，侯本杰3

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东 济南 250003；2.华能曲阜热电有限公司，山东 济宁 273100；3.山东中实易通集团有限公司，山东 济南 250003）

为解决某电厂两台220MW机组排烟温度偏高的问题，在空气预热器出口至电除尘器之间增设低压省煤器，回收烟气余热。对增设低压省煤器的经济性进行分析，结果表明降低标准煤耗2.94g／kWh。通过试验测定，可以达到理论分析结果水平。

低压省煤器；节能；煤耗

Abstract:To solve the problem of excessively high temperature exhaust gas from two 220 MW units of a power plant，a low pressure economizer is installed between the air preheater outlet and the electrostatic precipitator to recover waste heat from the exhaust gas.Based on the analysis of the economy of low-pressure economizers，the conclusion is that the standard coal consumption can be reduced by 2.94 g／kWh by installing the low-pressure economizer.Through experimental test，the theoretical analysis is proved to be accurate.

Key words:low-pressure economizer；energy saving；standard coal consumption

0 引言

国内某电厂一期两台锅炉为四川锅炉厂制造的CG670／13.7-M型、超高压一次中间再热、自然循环汽包炉，Π型布置，四角切圆燃烧，平衡通风，固态除渣。锅炉按鲁西混煤设计煤粉燃烧器。锅炉设计效率90.57%，设计排烟温度为147℃，排烟热损失较大。经过分析认为，可以通过增加低压省煤器的方式，充分利用排烟余热，提高机组经济性。

1 改造方案确定

低压省煤器与回热系统的连接有两种方式，一种是串联，一种是并联，两种方式各有优缺点。设计参数相同时，并联系统的水侧阻力较小，但是不能实现余热的梯级利用，当排烟温度较低时经济性可能变差。串联布置可以实现烟气余热的梯级利用，但是增加了水侧阻力［1］。根据一期锅炉实际情况，选择并联方式。

根据系统热平衡图，汽轮机热耗验收工况（THA工况）时2号低压加热器DJ2进水温度为70.35℃，出口温度为106.1℃。经测定，THA工况下锅炉的排烟温度为155℃，现有煤种酸露点为95.8℃，根据硫酸腐蚀特性及有限腐蚀的设计思想，在采用耐腐蚀材料的情况下，本方案选择排烟温度为89℃［2-3］。通过计算分析后综合考虑各种因素，低压省煤器水系统从DJ2进口引出部分主凝结水进入换热器，加热后从DJ3进口返回到回热系统，并通过再循环调节阀调节低压省煤器出口的凝结水温度。改造后系统见图1。

根据现场位置情况，低压省煤器布置在预除尘器出口至静电除尘器入口的4个水平烟道内。按照受热面是否位于结露区，将低压省煤器分为高温段与低温段两部分。烟气从前向后依次通过高温段受热面与低温段受热面；主凝结水依次流经低压省煤器入口集箱、低温段受热面、高温段受热面、出口集箱，经凝结水母管汇集后，返回主凝结水管路。由于实现了工作介质、烟气的逆向流动，增强了低压省煤器的传热效果，在保证安全的前提下，最大限度地降低排烟温度。

图1 烟气余热利用改造后系统

2 经济性分析

2.1 节能潜力分析

THA工况下，主凝结水全部流量通过低压省煤器系统，从70.35℃加热到105.61℃，需要吸收的热量为19.25 MW。烟气温度从155℃降低到88℃，回收的烟气余热为19.17 MW。烟气侧放热满足水侧吸热需要，表1给出了100%THA工况和75%THA工况的热平衡计算汇总。

表1 低压省煤器系统热平衡计算

2.2 节能效益分析

对于低压省煤器系统而言，THA工况，凝结水全流量通过烟气冷却器，DJ2不抽汽。抽汽量减少28.21 t／h，发电功率增加5.07 MW左右，发电煤耗降低 3.12 g／（kWh），供电煤耗降低 2.94 g／（kWh），计算见表2。

表2 低压省煤器系统THA工况煤耗计算

上述计算的供电煤耗计算考虑了布置在烟道中的换热器烟气侧的阻力增加和进出水管道阻力增加。

据此计算，增加低压省煤器系统后，按负荷率70%，厂用电率5.5%，年运行5 000 h计算，单台机组年节约煤量2721.4 t。电厂标煤价格按500元／t计算，年节煤收益113.39万元。

表3 经济性分析

3 运行效果

低压省煤器投运后，对低压省煤器节能效果进行了测试。在220 MW负荷工况下，低压省煤器停运时修正后热耗率为8 273.8 kJ／kWh，低压省煤器投运时修正后热耗率为8 201.4 kJ／kWh，投运低压省煤器后热耗率降低约72.4 kJ／kWh。各工况主要试验结果如表4所列。根据表4的数据以及设计热耗率绘制图2发电机功率与热耗率的关系曲线。

表4 各工况主要试验结果

图2 发电机功率与热耗率关系曲线

煤耗率计算时，锅炉效率取90.57%，管道效率取99.00%。低压省煤器运行过程中通过加热器级间压差克服系统本身的阻力，只有再循环泵可能消耗极少的电力，所以低压省煤器投运与停运本身对厂用电率的影响可以忽略不计。为了便于比较低压省煤器投停下的煤耗率，相同负荷下取相同厂用电率进行煤耗率计算，具体结果如表4所列。

在220 MW负荷工况下，低压省煤器停运时修正后供电煤耗率为340.6 g／kWh，低压省煤器投运时修正后供电煤耗率为337.6 g／kWh，投运低压省煤器后供电煤耗率降低约3.0 g／kWh。根据表4的数据绘制图3发电机功率与供电煤耗率的关系曲线。

试验期间，低压省煤器出口烟气温度和回水温度均在设计值附近，运行状况良好。

图3 发电机功率与供电煤耗率关系曲线

4 结语

利用低压省煤器有限腐蚀设计理念，可以大幅度降低低压省煤器出口烟气温度，回收排烟余热，提高机组经济效益。经试验验证，加装低压省煤器可以降低供电煤耗 3.0 g／kWh，略高于理论计算值（2.94 g／kWh），符合预期目标。

［1］杜艳玲，李斌，李露，等.220 MW机组增设低压省煤器的经济性分析［J］.电力科学与工程，2012，28（10）：53-56.

［2］张建福，赵钦新，王海超，等.烟气余热回收装置的参数优化分析［J］.动力工程学报，2010，30（9）：652-657.

［3］黄新元，史月涛，孙奉仲，等.670 t／h锅炉增设低压省煤器降低排烟温度的实践［J］.中国电力，2008，41（6）：55-58.

Application of Low Pressure Economizer for 220 MW Unit

WANG Haichao1，ZHANG Ruzhou2，REN Jianping2，HOU Fanjun1，HOU Benjie3
（1.Shandong Electric Power Researcher Insittute，Jinan 250003，China；2.Huaneng Qufu Thermal Power Co.，Ltd，Jining 273100，China；3.Shandong Zhongshi Yitong Group CO.LTD，Jinan 250003，China）

TM621

B

1007－9904（2017）09－0065－03

国网山东省电力公司电力科学研究院2017年度技术革新项目

2017－06－21

王海超（1987），男，工程师，从事电站锅炉性能测试等工作。