近零排放機組加裝低溫省煤器運行及效果分析

李曉輝，張國新

（國華三河發電有限責任公司，河北 三河 065201）

近零排放機組加裝低溫省煤器運行及效果分析

李曉輝，張國新

（國華三河發電有限責任公司，河北 三河 065201）

三河發電公司通過加裝低溫省煤器，提高了靜電除塵器的除塵效率，同時回收利用煙氣余熱，提高了鍋爐整體效率，但也帶來了一定的負面影響。文中分析了低溫省煤器的運行及投運效果，闡述了加裝低溫省煤器帶來的負面影響，同時制定調整措施，以保證系統更加高效可靠地運行。

低溫省煤器；除塵效率；二次揚塵；經濟性

三河發電公司1號機組是京津冀地區的首臺近零排放機組，為2014年國家能源局批準的全國13臺環保改造示范項目之一。機組加裝低溫省煤器是2014年環保項目之一，改造之后，不僅能夠提高機組運行經濟性，而且使濕式電除塵器出口煙氣粉塵含量提高至5 mg／Nm3，達到了燃氣輪機的排放標準。

本臺機組于1999年投產，引進日本三菱設備，機組容量為350 MW。鍋爐型號為MB－FRR，最大出力為1 175 t／h，設計蒸汽溫度為541℃，為一次中間再熱、單爐膛、雙切圓燃燒、鋼架全懸吊結構、半露天布置、固態排渣、亞臨界參數控制循環燃煤汽包鍋爐。設計排煙溫度為120℃，2009年完成受熱面改造，熱力計算額定負荷時的排煙溫度為157℃。配備2臺50%容量的靜電除塵器，原設計除塵器出口煙氣含塵量不大于100 mg／Nm3，除塵器效率不低于99.88%［1］。汽輪機型號為TC－2F，為單軸、雙缸雙排汽、亞臨界參數、一次中間再熱凝汽式汽輪機，在VWO工況下的出力為380.1 MW，主蒸汽流量為1 175 t／h，與鍋爐BM?CR工況出力相匹配。2009年完成汽輪機供熱改造，汽輪機最大抽汽量為400 t／h，單機供熱量為260 MW，汽輪機設有8級回熱抽汽，分別送往3級高加、1臺除氧器和4級低加。

1 低溫省煤器的運行

低溫省煤器布置于空預器出口與靜電除塵器入口之間的水平煙道處，取水來自凝結水，采用2點取水、1點回水方式。低溫省煤器水側依靠凝結水泵動力運行，來自2號低加出口和1號低加入口的凝結水通過低溫省煤器加熱，凝結水經加熱后通過回水管路返回4號低加入口凝結水系統。設計低溫省煤器入口回水溫度為70℃，出口回水溫度為115℃，2號低加出口為主取水管路，在取水位置設置氣動調整閥，用于調整低溫省煤器入口水溫度。4號低加入口凝結水管路設置低溫省煤器出口煙氣溫度調節閥，當負荷變化時，通過控制進入省煤器的凝結水流量來控制出口煙氣溫度在95℃左右，防止發生低溫腐蝕現象。低溫省煤器水側與機組3號低加并聯運行，經過低溫省煤器加熱的凝結水返回到4號低加入口。低溫省煤器每側各設有2臺蒸汽吹灰器，基本流程如圖1所示，設計參數如表1所示。

圖1 低溫省煤器（煙氣余熱利用裝置）基本流程圖

表1 低溫省煤器設計參數

2 低溫省煤器投運的效果

2.1 提高靜電除塵器的除塵效率

鍋爐燃煤通常采用神華煤與準格爾煤7∶3配比，由于準格爾煤中SiO2和Al2O3成分較高，使煙氣中粉塵比電阻較高［2］，在靜電除塵器入口加裝低溫省煤器后，可使排煙溫度由150～160℃降至95℃左右。由于煙氣溫度降低，煙氣中SO3的溫度低于露點溫度，可以凝結在粉塵顆粒中，大大降低了鍋爐排煙的粉塵比電阻，提高了靜電除塵器的除塵效率［3］，如表2所示。

2.2 提高鍋爐整體經濟性

利用鍋爐排煙余熱加熱凝結水，可有效降低鍋爐排煙損失，提高機組能效，節約煤耗，提高鍋爐整體經濟性，具體如下。

表2 粉塵排放測試

a.投運低溫省煤器后，低加抽汽量減少，冷端損失增大。通過試驗，得到投運前后修正后熱耗的降低值：350 MW工況時為66.5 kJ／kWh；260 MW工況時為43.11 kJ／kWh；175 MW工況時為19.29 kJ／kWh。

b.低溫省煤器投入后，排煙溫度降低，煙氣流量減少，引風機電流呈下降趨勢。對直接廠用電率的影響：低溫省煤器退出時350 MW工況直接廠用電率為6.19%；低溫省煤器投入時350 MW工況直接廠用電率為5.92%。

c.1號機組投運低溫省煤器后，通過試驗得到修正后的供電煤耗降低值：350 MW工況時為2.14 g／kWh；260 MW工況時為1.52 g／kWh；175 MW工況時為0.70 g／kWh。

根據上述計算，每臺鍋爐設置1臺換熱器，通過熱量回收后，汽輪機熱耗率降低約60 kJ／kWh，標煤耗降低約2 g／kWh，每臺機組年節約標煤0.7萬t，年節約標煤費用560萬元。另外，增加煙氣余熱換熱裝置后，引風機阻力增大400 Pa，TMCR工況下每臺引風機軸功率增加90 kW，2臺引風機共增加180 kW。年利用小時數按5 500 h計算，上網電價按400元／MWh（含稅）計算，每臺機組每年增加的廠用電費用約40萬元。綜合計算，每年節約費用約520萬元。

3 加裝低溫省煤器帶來的負面影響及調整措施

3.1 負面影響

a.加裝低溫省煤器后，粉塵比電阻降低，電除塵器除塵效率提高；同時，粉塵荷電后和陽極板電荷相同，同相電荷相斥的作用使得靜電除塵器的二次飛揚問題有所突出，即在負荷穩定情況下，低溫省煤器出口溫度升高，粉塵整體排放量升高，二次揚塵問題減弱；低溫省煤器出口溫度降低，粉塵整體排放量降低，二次揚塵問題愈顯突出。

b.由于排煙溫度降低，SO3在粉塵顆粒上冷凝，使粉塵顆粒酸性加強，會對靜電除塵器內部構件及尾部煙道造成一定腐蝕［4］；同時，輸灰系統粉塵顆粒的流動性整體降低，會造成灰斗積灰板結問題，使輸灰難度加大。

3.2 調整措施

a.采取優化靜電除塵器的振打設置以降低其二次揚塵。適當延長振打周期［5］，其中五電場振打周期由原來的70 min延至90 min；在振打期間內，只有1個陽極進行振打，避免任何時候2個陽極同時振打。

b.對輸灰系統進行缺陷治理。消除輸灰系統灰斗裝料閥內漏情況，避免輸灰系統設備故障對粉塵排放造成影響［6］。

c.針對粉塵顆粒流動性變差，密切關注灰斗的積灰板結問題。投入灰斗加熱時，將溫度設置為100～120℃，并密切關注靜電除塵器的腐蝕問題。

4 結束語

利用鍋爐排煙余熱加熱凝結水，可有效降低鍋爐排煙損失，提高機組能效，節約燃煤消耗，同時還能大幅提高靜電除塵裝置的除塵效率。低溫省煤器改造是降低鍋爐排煙損失、提高環保排放指標的一種有效方式，在燃煤清潔高效利用中擁有廣闊前景［7］。

［1］ 張炳文，楊 萍，周振起，等.新型低溫省煤器在電站鍋爐上的應用［J］.節能，2002，20（9）：32－33.

［2］ 解廣潤，陳慈宣.高壓靜電除塵［M］.北京：水利電力出版社，1990.

［3］ 綦明明，肖 靜，冷 杰.600 MW亞臨界機組綜合升級改造后鍋爐性能探討［J］.東北電力技術，2014，35（11）：19－21.

［4］ 吳詠梅.珠海發電廠電除塵裝置玻璃鋼脫落原因分析［J］.東北電力技術，2007，28（5）：29－31.

［5］ 吳鐵山.300 MW機組鍋爐電除塵器的改造［J］.東北電力技術，2001，22（3）：5－8.

［6］ 孫 陟.負壓氣力除灰系統介紹及常見故障分析［J］.石河子科技，2009，24（6）：51－52.

［7］ 劉鶴忠，連正權.低溫省煤器在火力發電廠中的運用探討［J］.電力勘測設計，2010，17（4）：32－38.

Operation and Effect of the Low Temperature Economizer for Near?zero Emissions Units

LI Xiao?hui，ZHANG Guo?xin
（Guohua Sanhe Power Co.，Ltd.，Sanhe，Hebei 065201，China）

The electrostatic precipitator dust removal efficiency is increased by adding low temperature economizer in Guohua Sanhe Power Co.，Ltd.，the flue gas waste heat recovery and utilization improves the overall efficiency of the boiler at the same time.It also brings some negative effects.A comprehensive analysis of their advantages and disadvantages and the operation experience of low tem?perature economizer is made，and relative measure are proposed to ensure a reliable operation.

Low temperature economizer；Dust efficiency；Secondary dust；Economy

TK223.33

A

1004－7913（2015）05－0057－03

李曉輝（1972—），男，碩士，工程師，主要從事火力發電廠灰硫專業技術管理工作。

2015－02－03）