加装低温省煤器在热电联产机组中的超收益应用

徐基伟

(内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司, 内蒙古 海拉尔 021025)

加装低温省煤器在热电联产机组中的超收益应用

徐基伟

(内蒙古国华呼伦贝尔发电有限公司, 内蒙古 海拉尔 021025)

目前电厂锅炉加装烟道低温省煤器烟气余热利用的节能措施已经比较普遍，但随着应用的增加，其应用效果的利弊兼有。采用新的烟气余热回收方式，将通过低温省煤器回收的热量直接加入对外供热系统，可以大幅度提高机组的热效率。

热电联产；低温省煤器；经济性；超收益

加装低温省煤器后的节能效果主要取决于，回收的烟气余热要远高于排挤的抽汽和增加烟气阻力引起的效率下降。当机组处于低负荷时，节能效果就会下降，尤其是负荷达到50%时，几无节能效果。在电力市场低迷的状态下，有的发电公司由于考虑到机组负荷长期处于低负荷状态下运行，致使加装的低温省煤器无节能效应，而取消了加装低温省煤器改造项目。为此探索新的烟气余热利用方式，以缩短改造投资回收期，提高改造投资收益率，成为广大火电机组研究的新课题。某电厂在进行加装低温省煤器改造可研过程中，结合了机组自身是供热机组且供热期超过8个月的特点，通过低温省煤器回收的热量直接加入对外供热系统。

1 机组设备状况

某电厂2台600 MW为超临界直接空冷机组，锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司型号为HG-1913/25.4-HM15，一次中间再热、超临界压力变压运行、带内置式再循环泵启动系统的直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、紧身封闭布置的π型锅炉。锅炉采用墙式切圆新型燃烧方式，主燃烧器布置在水冷壁的四面墙上，每层4只燃烧器对应1台磨煤机。汽轮机组是由上海汽轮机有限责任公司制造的NZK600-24.2/566/566超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、凝汽式空冷、中压缸至低压缸连通管打孔抽汽供热汽轮机。

2 机组改造前概况

锅炉投产后，排烟温度一直偏高，影响机组的经济性和脱硫设备的安全性。因燃煤为褐煤，水分比较高，为了保证制粉系统的干燥出力，空预器安装的位置比较靠前，锅炉设计的排烟温度达到了153 ℃，在夏季实际运行中满负荷时的实际烟温达到170 ℃，影响机组的经济性。同时，过高的排烟温度也使脱硫入口烟温超标，损坏脱硫吸收塔的衬胶。为了保护脱硫设备，夏季机组负荷只能带到550 MW。因此，降低脱硫系统入口温度确保脱硫系统运行安全，也是降低烟气温度回收余热外考虑的一个重要因素。

3 烟气余热回收方案的确定

传统的通过低温省煤器回收的热量以热水的方式直接混合到某一级低加的凝结水中，这种方式虽然回收了部分烟气余热，但是也排挤了低压加热器的抽汽，使汽轮机热效率下降，节能效果大打折扣，尤其是机组在低负荷时，节能效果更差，甚至出现增加能耗的情况。

为了提高烟气余热回收的效益，采用新的余热回收方式，经烟气加热的水路设置两个回路，一路为冬季工况方式、一路为夏季工况方式，如图1所示。冬季工况方式下，经过低温省煤器加热的水直接进入供热供水管路，回水自供热回水管路引出后经循环泵再打入低温省煤器；夏季工况方式下，热水经通过与凝结水并联的板式换热器换热后，回水经循环泵再打入低温省煤器。夏季工况下经过低温省煤器没有直接混入凝结水管路而是采用板式换热器的方式，虽然此种方式换热效率有所损失且使投资增加了40%，但可以方便冬季、夏季工况切换。因为热网使用的是软化水而不是凝结水，通过板式换热器可以避免软化水混入凝结水中。

4 改造前后效果对比

项目改造完成后，某热工院的进行了各工况的性能试验，性能试验数据见表1。

图1 余热回收方式

表1 不同额定负荷下试验结果对比

1) 在夏季工况，低温省煤器投运时，修正后的热耗率为7 718.5 kJ/(kW·h)；低温省煤器停运时，修正后的热耗率为7 758.3 kJ/(kW·h)。低温省煤器投运时比较停运时，热耗率降低39.8 kJ/(kW·h)，供电煤耗率降低2 g/(kW·h)。

2) 在夏季450 MW负荷工况，低温省煤器投运时，修正后的热耗率为7 875.4 kJ/(kW·h)；低温省煤器停运时，修正后的热耗率为7 909.4 kJ/(kW·h)。低温省煤器投运时，比较停运时热耗率降低34 kJ/(kW·h)，供电煤耗率降低1.9 g/(kW·h)。

3) 在夏季300 MW负荷工况，低省投运时，修正后的热耗率为8 189.4 kJ/(kW·h)；低省停运时，修正后的热耗率为8 217.1 kJ/(kW·h)。低省投运时比较停运时，热耗率降低27.7 kJ/(kW·h)，供电煤耗率增加了0.9 g/(kW·h)。

4) 在冬季550 MW工况，低温省煤器投运串带供热时，修正后的热耗率为7 669.4 kJ/(kW·h)。低温省煤器投运时，比较停运时热耗率降低88.9 kJ/(kW·h)，供电煤耗率降低3.6 g/(kW·h)。

5) 在冬季450 MW负荷工况，低温省煤器投运串带供热时，修正后的热耗率为7 821.3 kJ/(kW·h)。低温省煤器投运时，比较停运时热耗率降低88.1 kJ/(kW·h)，供电煤耗率降低3.6 g/(kW·h)。

6) 在冬季300 MW负荷工况，低温省煤器投运串带供热时，修正后的热耗率为8 270.2 kJ/(kW·h)。低温省煤器投运时，比较停运时热耗率降低80.8 kJ/(kW·h)，供电煤耗率降低3.4 g/(kW·h)。

5 结 语

通过试验数据及实际运行效果的对比可以看出，在不同负荷下夏季工况的节能效果均低于冬季工况。夏季工况的节能效果，随着负荷率的降低而逐渐下降；冬季工况下，在排除了因抽汽排挤导致的机组热效率下降因素后，各负荷段节能效果基本一致，供电煤耗下降约3 g/(kW·h)，节能效果比传统低温省煤器冷却水的布置方式提高2倍。此种全负荷段均具有节能效果的技术改造方式，通过加装低温省煤器回收烟气余热，在热电联产机组中获得超收益应用。

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Application of excess returns by adding low temperature economizer in cogeneration units

XU Jiwei

(Inner Mongolia Guohua Hulun Buir Power Generation Co.,Ltd.,Hailar 021025,China)

At present, the energy saving measure is commonly seen, in which flue gas waste heat recovery is made by adding flue low temperature economizer in power plant boilers. While, with increase in application, the advantages and disadvantages of the application effect both appear. Therefore, a new method of flue gas waste heat recovery is adopted, in which heat recycled by low temperature economizer can directly add into the outside heat-supply system. In this way, the thermal efficiency of the unit can be significantly improved.

combined heat and power; low temperature economizer; economy; super profit

2017-02-14;

2017-05-24。

徐基伟(1975—)，男，工程师，主要从事电厂运行、节能管理和研究工作。

TK01+8

A

2095-6843(2017)05-0465-03

(编辑李世杰)