烟气余热利用在火电机组中的应用

李文杰 岳强

摘要：针对山西临汾热电有限公司锅炉排烟温度高问题，开展了低温省煤器的研究与应用，介绍了低温省煤器工作原理、安装方案、优化调整，经实际应用，取得了显著的节能效果，该技术具有良好的推广及应用前景。

关键词：电厂;烟气;余热;利用

0    引言

排烟损失是锅炉运行中最主要的一项损失，一般占锅炉效率总损失的60%～70%，而影响排烟损失的主要因素是排烟温度，排烟温度每升高10 ℃，排烟热损失增加0.6%～1%。据不完全统计，我国绝大多数火力发电厂排烟温度均大于设计值，高出10～50 ℃，所以，降低排烟温度对降低机组煤耗和减少环境污染都有重要的现实意义。山西临汾热电有限公司#1、#2机自投产以来，因空预器换热差的原因，一直存在排烟温度偏高问题，还有逐年上升的趋势。根据运行数据统计分析，随着环境温度变化，该公司#1机组排烟温度在130～145 ℃，较设计值高5～20 ℃;#2机组排烟温度在135～150 ℃，较设计值高10～25 ℃。两台机组排烟温度高对机组煤耗影响在2.5 g/kWh。所以，通过低温省煤器技术降低机组煤耗势在必行。

1    设备概况

山西临汾热电#1、#2机烟气余热回收工程在引风机出口水平烟道处布置烟气余热换热器（低温省煤器），利用烟气余热加热凝结水，实现降低烟温、节能减排的目的。

运行时，低温省煤器内的凝结水依靠低温省煤器进口管路增压泵运行，流经低温省煤器的水来自#7低加进口与省煤器回水再循环管路的混合凝结水，凝结水经增压泵送至换热器换热后流入#6低加入口，回至凝结水主系统。

2    改进前运行状况分析

山西临汾热电有限公司#1、#2机自投产以来，烟温整体较设计值偏高，并且随着机组运行时间增加，空预器换热效果也逐渐变差，排烟温度还有上升趋势，主要情况如图1所示。

从图中分析，#1炉于2011年投产运行，#2炉于2013年投产运行，起初烟温在130 ℃以下，但均高于设计值（125 ℃），并且呈逐年上升趋势。

3    改进方案确定与实施

由于低温省煤器换热温差低，因此换热面积大，所以低温省煤器安装位置也比较重要。

低温省煤器一般安装在除尘器入口，这种方式可使烟温下降到90 ℃，除尘器飞灰比电阻从1012 Ω·cm降至1010 Ω·cm，使除尘效率提高;除尘器下游烟气流量下降5%，引风机电耗也相应下降。但这种方式的重点是要考虑下游设备的防腐问题，因为经过低温省煤器后烟气温度如降低至烟气露点以下，则可能对下游的烟道、引风机、除尘器造成严重腐蚀。另外，低温省煤器在除尘器之前，烟气中灰分含量大，容易造成低温省煤器磨损和堵塞[1]。

另一种方式是低温省煤器安装在脱硫吸收塔入口，低温省煤器将烟气温度由140 ℃降至100 ℃左右，被加热凝结水再送至汽轮机凝结水系统。这种方式下低温省煤器实际起到管式GGH的作用。烟气经过除尘器后，低温省煤器处于低尘区工作，磨损程度将大大减轻，因为低温省煤器中烟气经过除尘器和引风机，对设备产生低温腐蚀的可能性大大降低[2]。

综合两种方式及设备安装空间位置的影响，临汾热电公司采用第二种安装方式，具体布置如图2所示。

4    运行优化调整

4.1    出口水温的控制

低温省煤器投入后，手动调节#7低加至低省入口调门开度，使烟气余热换热器进水（混水）温度保持在87 ℃左右。

4.2    出口煙气温度的控制

当烟气出口温度低于（高于）100 ℃时，手动调节增压泵频率，减小（增加）转速，从而减小（增加）烟气余热换热器进水流量，使排烟温度保持在100 ℃左右。

4.3    再循环门的控制

监视烟气余热换热器进水温度，当进水温度低于（高于）87 ℃时，减小（增大）混水调门的开度，使冷水的流量减少（增大），使烟气余热换热器进口水温处于87 ℃。

5    应用情况及社会经济效益

经过试验，低温省煤器投运前后发电煤耗计算结果如表1所示。

从表1中低温省煤器投运前后发电煤耗的变化可知，300 MW时低温省煤器的运行节约发电煤耗2.5 g/kWh。

由于低温省煤器降低了发电煤耗，因此，同样的年发电量对应的污染物排放量将减少，根据节约发电煤耗并综合考虑全年发电负荷，每年减排收益如表2所示。

6    结语

综上所述，低温省煤器在机组节能减排方面具有一定的推广及应用前景。

[参考文献]

[1] 岑可法，周昊，池作和.大型电站锅炉安全及优化运行技术[M].北京：中国电力出版社，2002.

[2] 宋景慧，冯永新，徐钢，等.火力发电厂烟气低温余热利用技术[M].北京：中国电力出版社，2017.

收稿日期：2020-04-24

作者简介：李文杰（1985—），男，山西朔州人，助理工程师，研究方向：火电机组运营管理。

岳强（1978—），男，山西介休人，工程师，研究方向：火电机组运营管理。