低溫省煤器改造及其控制策略

何浩民

摘 要：煙氣余熱利用裝置（低溫省煤器系統(tǒng)）通過(guò)煙氣換熱設(shè)備對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻，以降低煙氣溫度，同時(shí)余熱進(jìn)行回收利用，以達(dá)到節(jié)能減排的功效。電廠增設(shè)的余熱利用回收裝置，安裝在鍋爐空預(yù)器出口與電除塵器入口煙道。通過(guò)煙氣換熱加熱汽機(jī)凝結(jié)水，提高機(jī)組綜合效率，同時(shí)將排煙溫度降低到105℃。低溫省煤器串并聯(lián)在#6低加和#8低加之間，由8號(hào)低加出水口和7號(hào)低加出水口引水至低溫省煤器系統(tǒng)，過(guò)煙氣換熱加熱后，水回至#6低加入口。

關(guān)鍵詞：低溫省煤器；節(jié)能減排；效率；排煙溫度；串并聯(lián)

引言

電廠采用哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)的超超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐，采用П型布置、單爐膛、改進(jìn)型低NOX分級(jí)送風(fēng)燃燒系統(tǒng)、墻式切園燃燒方式，爐膛采用內(nèi)螺紋管垂直上升膜式水冷壁、帶再循環(huán)泵的啟動(dòng)系統(tǒng)、一次中間再熱。過(guò)熱蒸汽調(diào)溫方式以煤水比為主，同時(shí)設(shè)置三級(jí)噴水減溫器；再熱蒸汽主要采用尾部豎井分隔煙道調(diào)溫?fù)醢逭{(diào)溫，同時(shí)燃燒器的擺動(dòng)對(duì)再熱蒸汽溫度也有一定的調(diào)節(jié)作用，在低溫再熱器入口管道上還設(shè)置有事故噴水減溫器。

目前機(jī)組運(yùn)行排煙溫度過(guò)高，造成供電煤耗過(guò)高，同時(shí)浪費(fèi)了大量可供回收利用的煙氣余熱。加裝低溫省煤器可以有效降低排煙溫度、回收煙氣余熱，不但降低供電煤耗，還能減少粉塵排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1 低溫省煤器概述

低溫省煤器在熱力系統(tǒng)中的連接方式直接影響其經(jīng)濟(jì)效果和運(yùn)行的安全、可靠性，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是串聯(lián)、并聯(lián)方式。串聯(lián)方式是將低溫省煤器串聯(lián)于低壓加熱器之間，成為熱力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，起具有換熱效果好，排煙余熱利用程度高，經(jīng)濟(jì)效果好的優(yōu)點(diǎn)，但是會(huì)增加凝結(jié)水的阻力，同時(shí)如果出問(wèn)題會(huì)直接影響機(jī)組的安全運(yùn)行；并聯(lián)方式是將凝結(jié)水分流一部分去低溫省煤器，加熱后再與凝結(jié)水匯合，這樣就不會(huì)影響機(jī)組的安全運(yùn)行，但是換熱效果一般。電廠采用的是串并聯(lián)的方式，也就是把低溫省煤器并聯(lián)安裝在#6低加和#8低加之間，在#6低加和#7低加之間原有的管路加上一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)門(mén)，一般情況下電動(dòng)門(mén)全關(guān)，讓凝結(jié)水走低溫省煤器，緊急情況下可以打開(kāi)電動(dòng)調(diào)門(mén)，保證機(jī)組安全運(yùn)行。電廠改造AB兩側(cè)各兩個(gè)低溫省煤器，進(jìn)口煙溫16支，出口煙溫16支，8號(hào)低加出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥用于調(diào)節(jié)進(jìn)水流量以控制出口煙溫，設(shè)置蒸汽吹灰防止堵灰。

2 控制策略

2.1 8號(hào)低加出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥

8號(hào)低加出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥用以調(diào)節(jié)8號(hào)低加出口的水量，通過(guò)8號(hào)低加出口水量的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)換熱器出口煙氣的煙溫。使換熱器出口煙氣平均煙溫（16個(gè)換熱器出口煙溫取平均值），使換熱器出口平均煙溫維持在105℃（界面上可修改）左右。

該調(diào)節(jié)閥可設(shè)置手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕，當(dāng)調(diào)節(jié)閥處于手動(dòng)位置時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度通過(guò)手動(dòng)在DCS畫(huà)面上調(diào)節(jié)；當(dāng)處于自動(dòng)位置時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度與換熱器出口平均煙溫信號(hào)進(jìn)行PID控制器調(diào)節(jié)，換熱器出口平均煙溫維持在105℃（在界面上可修改）左右。

該閥門(mén)可參考如下邏輯控制：

過(guò)程變量：16個(gè)換熱器出口煙溫取平均值

設(shè)定值：溫度（105℃）（此溫度需在界面上可設(shè)置修改），建議溫度設(shè)定值為內(nèi)置值（105℃），設(shè)溫度設(shè)定偏置塊（±10℃）供畫(huà)面操作。

手動(dòng)條件：

任一換熱器出口煙溫每室四個(gè)測(cè)點(diǎn)均為壞點(diǎn)（4室共16個(gè)測(cè)點(diǎn)）

8號(hào)低加出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥指令與反饋偏差大于20%

自動(dòng)關(guān)（聯(lián)鎖關(guān)）：

7、8號(hào)低加跳閘

2.2 7號(hào)低加出口電動(dòng)閘閥（10LCA80AA003）

用于調(diào)節(jié)7號(hào)低加出口的進(jìn)水量。一般情況下，7號(hào)低加出口電動(dòng)閘閥為全開(kāi)。只有當(dāng)8號(hào)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi)時(shí)混合水溫度仍然高于設(shè)定值時(shí)，手動(dòng)關(guān)小原凝結(jié)水管道電動(dòng)閘閥（帶中停）。

開(kāi)允許：

7號(hào)低加出口電動(dòng)閘閥無(wú)故障

7號(hào)低加出口電動(dòng)閘閥遠(yuǎn)控

自動(dòng)關(guān)（聯(lián)鎖關(guān)）：

7、8號(hào)低加跳閘

2.3 凝結(jié)水管道旁路電動(dòng)閘閥（10LCA40AA004）

一般情況下，該凝結(jié)水旁路電動(dòng)閘閥的開(kāi)度為全關(guān)。只有低負(fù)荷和煙氣溫度低時(shí)，該凝結(jié)水旁路電動(dòng)閘閥手動(dòng)打開(kāi)使部分流量通過(guò)低溫省煤器，以控制低溫省煤器出口煙溫。

開(kāi)允許：

凝結(jié)水管道旁路電動(dòng)閘閥無(wú)故障

凝結(jié)水管道旁路電動(dòng)閘閥遠(yuǎn)控

自動(dòng)開(kāi)（聯(lián)鎖開(kāi)）：

7號(hào)低加出口電動(dòng)閘閥關(guān)到位或回水管電動(dòng)閘閥關(guān)到位

7、8號(hào)低加跳閘

3 改造效果

改造后投入運(yùn)行，效果很明顯：

注：溫度都為均值，單位攝氏度

表中給出了300MW、400MW、500MW、600MW時(shí)的進(jìn)、出口煙溫，進(jìn)、出口水溫，改造后煙溫下降20℃，水溫上升10℃，改造效果良好。

4 結(jié)束語(yǔ)

電廠改造的煙氣余熱利用裝置（低溫省煤器系統(tǒng)）通過(guò)煙氣換熱設(shè)備對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻，以降低煙氣溫度，同時(shí)余熱進(jìn)行回收利用，通過(guò)煙氣換熱加熱汽機(jī)凝結(jié)水，提高機(jī)組綜合效率，同時(shí)將排煙溫度降低到105℃，降低了煤耗1-2g/kw·h，達(dá)到了節(jié)能減排的功效。