李 芳，周凌云，張增利

（新疆天業(yè)自備電廠，新疆 石河子 832000）

火力發(fā)電廠排煙熱損失是電站鍋爐各項熱損失中最大的一項，一般為5%～8%，占鍋爐總熱損失的80%或更高。影響電站鍋爐排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每升高10℃，排煙熱損失增加0.6%～1.0%。中國現(xiàn)役火電機組中鍋爐排煙溫度普遍在125～150℃水平，燃用褐煤的發(fā)電機組排煙溫度高達170～180℃，排煙溫度超過設(shè)計值，會造成機組煤耗的增加。特別是在濕法脫硫機組中，要保證吸收塔的進口煙溫，都要通過噴水降溫來調(diào)整，耗水量增大，因此，降低機組排煙溫度，回收煙氣余熱具有重大的節(jié)能減排潛力。

前期的節(jié)能理念是把設(shè)計排煙溫度作為節(jié)能改造的目標(biāo)值，而把排煙溫度的運行值與設(shè)計值之間的溫差值作為可資利用的余熱資源。一般而言這個資源并不太大。但隨著節(jié)能減排形勢的發(fā)展，排煙的余熱資源被進一步發(fā)掘。在不設(shè)GGH的系統(tǒng)，國內(nèi)已普遍將排煙溫度降低到90～100℃，使發(fā)電煤耗大為降低?，F(xiàn)在的主流技術(shù)是增加凝結(jié)水初始溫度，增加汽輪機做功功率，提高機組效率，降低煤耗。將此裝置安裝在電除塵之前，則可降低煙溫，減小飛灰比電阻，提高除塵效率，減少污染物排放，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 煙氣余熱利用提效節(jié)能系統(tǒng)改造方案

采用煙氣余熱利用節(jié)能提效系統(tǒng)，是在除塵器入口處加裝煙氣余熱利用裝置，以降低除塵器入口煙溫，提高除塵器比集塵面積，降低煙塵比電阻，減少除塵器入口煙氣量，提高除塵器效率，達到提高除塵器效率與節(jié)能的目的。

該系統(tǒng)由“煙氣余熱利用裝置+電除塵器組成。其中，煙氣余熱利用提效節(jié)能裝置安裝在空預(yù)器之后，并復(fù)合在電除塵器的入口端，見圖1。

圖1 典型煙氣余熱利用系統(tǒng)工藝流程圖

該系統(tǒng)通過煙氣余熱利用裝置進行熱交換，使得進入電除塵器的運行溫度由低溫狀態(tài)（120～140℃）下降到低低溫狀態(tài)（90～100℃），從而解決電除塵器高比電阻容易產(chǎn)生反電暈的問題，提高除塵效率；同時實現(xiàn)一定的風(fēng)機節(jié)能和煤耗的節(jié)約。煙氣余熱利用提效節(jié)能系統(tǒng)工藝流程見圖2。

圖2 煙氣余熱利用提效節(jié)能系統(tǒng)工藝流程圖

2 煙氣余熱利用提效節(jié)能系統(tǒng)改造具體形式及布置

（1）在除塵器進口喇叭前水平煙道內(nèi)空間布置換熱體。

（2）在上述空間內(nèi)設(shè)置換熱面，換熱面采用模塊式；

（3）在換熱器入口布設(shè)氣流分布均布裝置；

（4）在降溫裝置底部設(shè)置支架，以便將部分荷載傳遞給爐后綜合管架與煙道支架及電除塵器立柱。核算相關(guān)煙道支架支撐框架強度，作相應(yīng)的加強。

煙氣余熱利用節(jié)能裝置水側(cè)與原低加系統(tǒng)并聯(lián)，即從大機軸封加熱器出口和#1低加出口引出機組部分流量凝結(jié)水，管道通過汽機房、鍋爐房、兩臺循環(huán)水泵（1臺運行，1臺備用）、除塵器前煙道支架分別進入電除塵前4臺煙氣余熱利用節(jié)能裝置，經(jīng)煙氣余熱利用節(jié)能裝置加熱的凝結(jié)水依次經(jīng)過除塵器前煙道支架、鍋爐房、汽機房返回到2號低加入口。

目前鍋爐排煙溫度約為135℃，當(dāng)前燃用煤質(zhì)收到基水分約為18.6%，灰分約為10.4%，硫分約為0.5%，熱值約為21.2 MJ/kg，由于入爐煤含硫低，核算得到煙氣酸露點約為95℃，煙溫下降空間很大。

2.1 煙氣降溫情況

（1）經(jīng)換熱器換熱后，煙氣溫度從135℃降到100℃；

（2）降溫幅度為 135-100=35（℃）。

2.2 凝結(jié)水溫升情況

（1）凝結(jié)水經(jīng)過混水后水溫達到70℃，再進入換熱器進行吸熱，升至96℃進入2號低壓加熱器入口；

（2）升溫幅度為 96-70=26（℃）；

（3）進入換熱器的總水量為919 t/h。

3 技術(shù)措施

3.1 防止磨損技術(shù)措施

（1）針對不同的工況使用條件選擇合適的煙氣流速進行設(shè)計，并保證煙氣進、出口端和受熱面煙氣流場均勻。

（2）換熱管采用?38的厚壁鋼管，具有較強的耐磨特性。

（3）考慮在換熱管排的迎風(fēng)面前端設(shè)置兩層假管，減輕前端換熱管排的磨損，提高設(shè)備可靠性。

（4）考慮在第一排換熱管順煙氣方向加裝2 mm厚的不銹鋼耐磨罩瓦，進一步減輕前端換熱管排的磨損，提高設(shè)備可靠性。

3.2 防止積灰技術(shù)措施

（1）設(shè)計合適的煙速，保證將煙氣中灰分帶出，使煙氣流對換熱面保持適度的沖刷，可實現(xiàn)一定的自清潔作用。

（2）設(shè)置吹灰器系統(tǒng)運行中定時吹灰，減少積灰發(fā)生。

（3）機組小修、事故停運或大修時檢查積灰狀況，并利用壓縮空氣或高壓水進行人工清灰。

（4）選用防積灰性能優(yōu)良的H翅片管。

（5）配置臨時水沖洗裝置，停機檢修時可輔以水沖洗，實現(xiàn)徹底清潔。

3.3 防凍措施

由于煙氣換熱器本體及其管道為室外布置，極寒地區(qū)冬季氣溫處于0℃以下的時間較長，在這種可能的寒冷天氣情況下，機組停運時煙氣換熱器內(nèi)會因存有大量積水而容易造成換熱管凍壞。因此，機組冬季停運時，采取以下措施。

（1）系統(tǒng)投運前供水管道及排氣、排污閥均已設(shè)置有保溫層；

（2）設(shè)備本體各管組的集箱和母集箱、供水管道均設(shè)置有排污閥，停運后及時開閥排污；

（3）可在設(shè)備本體各管組集箱的排氣閥處引入廠用壓縮空氣，利用壓縮空氣可加快管束內(nèi)的積水排出；

（4）關(guān)鍵位置的排空、排氣、儀表閥等管道設(shè)有伴熱裝置，以保證管道在冬季時不結(jié)冰。

3.4 吹灰方案

目前較為常用的吹灰方式是蒸汽吹灰和壓縮空氣吹灰。

由于煙氣余熱回收裝置的進口煙氣溫度僅135℃左右，且處理煙塵濃度高、水氣少、粗顆粒多，容易清理，為避免蒸汽凝結(jié)粘灰導(dǎo)致頻繁吹灰，宜采用旋轉(zhuǎn)式壓縮空氣吹灰器。由于煙氣余熱回收裝置布置于空預(yù)器出口至除塵器入口的水平煙道上，從換熱管結(jié)構(gòu)布置情況分析，每個煙氣余熱回收裝置需配備2臺壓縮空氣吹灰器，可實現(xiàn)煙氣余熱回收裝置的高效清灰。

4 注意事項

4.1 汽機凝結(jié)水系統(tǒng)取水位置的選擇

考慮到管壁溫度對受熱面結(jié)露腐蝕的影響，要保證進水側(cè)管壁溫度高于70℃。同時運行過程中注意調(diào)整低低溫省煤器進水調(diào)節(jié)閥及旁路調(diào)節(jié)閥，保證入口水溫。作為改造機組，要考慮機組正常運行的情況下各級低壓加熱器的進出口水溫，如果溫度較機組熱平衡圖偏差較大，考慮更換低壓加熱器，否則長期采用高品質(zhì)凝結(jié)水參與調(diào)整，不能夠保證機組經(jīng)濟運行。

4.2 機組真空度的影響

由于加入低低溫省煤器后，#1低加進水流量減少到原進水量的三分之一，進汽量保持不變（排擠部分的抽汽），#1低加疏水溫度相應(yīng)提高，#2低加進水溫度升高后，疏水溫度也相應(yīng)升高，由于低加采用疏水逐級滯留，與軸加疏水并入排汽裝置內(nèi)部，對機組真空會造成部分影響，在已知的低低溫省煤器改造項目，水冷機組改造完成后汽輪機組背壓升高均在0.08 kPa以內(nèi)。

5 節(jié)能方面的影響

鍋爐排煙溫度可下降約35℃，初步核算發(fā)電煤耗可下降約1.6 g/（kW·h）。按照年供電量26億kW·h，節(jié)約原煤量約4 160 t，預(yù)計減少二氧化碳排放量約8 260 t。

6 結(jié)語

在節(jié)能減排日趨嚴(yán)峻的形勢下，各火力發(fā)電廠均在想盡辦法降低能耗、降低排放、許多新興的技術(shù)得以實踐，加裝煙氣余熱利用提效節(jié)能系統(tǒng)對降低排煙溫度、對煙氣余熱的再利用有著非常大的市場前景，在實際生產(chǎn)中已經(jīng)得到了大力推廣。