試論火力發電廠低溫煙氣余熱利用

張芳

（石家莊良村熱電有限公司，河北石家莊 052165）

試論火力發電廠低溫煙氣余熱利用

張芳

（石家莊良村熱電有限公司，河北石家莊 052165）

本文結合工程項目，在分析當前的火力發電廠熱力系統基礎上，探討了火力發電廠低溫煙氣余熱利用問題進行分析，具體探討了低溫省煤器方案涉及到各個方面問題，重點從金屬安全壁溫、煙氣酸露點溫度、水側入口的水溫、低溫腐蝕方案以及安裝位置等方面進行分析，經過實踐檢驗，通過有效設置低溫省煤器，能夠使得火力發電廠取得有效的經濟效益。

火力發電廠 低溫煙氣 余熱利用 低溫省煤器

1 引言

針對當前的火力發電廠熱力系統進行分析，一般情況下，全廠的熱效率獲得主要是通過以下三種方法：一是，通過有效保證汽機入口蒸汽初參數有效提高，但是，由于提高的整體參數，則會影響到亞臨界、超臨界機組的設備以及系統成本問題；二是，使得汽輪機的排汽參數有效降低，考慮到電廠的氣候條件以及地理位置的影響，僅能使在一定范圍內控制相應的循環冷卻水溫，針對下降的汽輪機排氣參數則是有一定限制；三是，針對鍋爐的排煙熱損失應該盡量減少。在鍋爐運行過程中，對于排煙熱損失來講則是重要的熱損失，相比于設計值的要求，發電廠的鍋爐排煙溫度都已經超過其限度。所以，通過有效的低溫余熱回收裝置，保證排煙溫度的降低，有利于有效地使得排煙損失減少。利用低溫省煤器則能起到有效的鍋爐排煙余熱方法。部分汽輪機的回熱抽汽能夠通過低溫省煤器而得到節省，針對不變的汽量要求下，汽輪機所能夠節省的抽汽，則是可以從抽汽口返回，而繼續進行膨脹做功［1］。所以，在給定的進汽量的要求下，可以滿足機組進行多發電的要求，這里結合國內某660MW新建機組，針對低溫省煤器所涉及相關內容進行分析和探討，提出有效的解決方案。

2 低溫省煤器方案分析與思考

2.1 低溫省煤器簡介

針對電站排煙余熱進行分析，可以發現，其存在兩種有效的回收方式［2］，一是，利用相應的能量轉換設備，有效進行其他能源的轉化；二是，利用有效的能量轉化，還是通過熱能方式進行有效回收，再次回到熱力系統中。針對余熱回收方式問題，應該從電廠的實際情況出發，考慮到相應的電廠、回收效率、回收熱量等方面的需求。針對當前市場上眾多的煙氣余熱回收裝置來說，針對把余熱回收至熱力系統過程中進行分析，低溫省煤器則具有較強的可靠性和安全性。相比于常規省煤器來說，低溫省煤器采用的進行的換熱介質也是凝結水。

2.2 關鍵技術分析

2.2.1 確定金屬安全壁溫

應該有效確定相關的低溫省煤器的金屬安全壁面溫度，這樣能有效保證低溫省煤器受熱面壁面出現一定的低溫酸性腐蝕問題，能夠有效讓機組進行可靠的運行。所以，可以看出，應該保證確定出10℃的溫度裕量，根據實際的煤質要求，項目的低溫省煤器的金屬安全壁溫則是100℃～102℃范圍。考慮到由于實際情況中可能存在過高的基硫份情況，這樣就應該保證去低溫省煤器的凝結水進行關閉，有效避免出現一定的腐蝕問題。所以，這里選擇低壓省煤器出口煙溫為102℃。

2.2.2 確定煙氣酸露點溫度

根據實際所引用的低溫省煤器情況來看，對于換熱器的低溫受熱面壁溫來說，如果在排煙溫度過低的情況下，則會導致出現酸露點的問題，使得受熱面金屬嚴重腐蝕問題有可能出現，就會造成鍋爐安全運行存在一定的隱患。所以，在進行煙氣熱量回收的過程中，第一位應該考慮到由于低溫省煤器而造成的低溫腐蝕的問題。在進行有效低溫腐蝕的判斷過程中，則應該充分考慮到如何有效地確定煙氣酸露點溫度。利用相關的計算公式，結合實際經驗，在本項目中，工程露點溫度在控制在90℃～92℃。

2.2.3 水側入口的水溫確定

為了能使得低溫省煤器的受熱面盡可能不受到低溫酸腐蝕影響，應該保證進水溫度不能過低，另外，如果進口水溫比較高，則會使得換熱器的換熱面積大大增加，這就不可避免出現了過高的設備造價問題，存在不合理的經濟性。所以，應該選擇合適的水側入口的溫度，對于低溫省煤器具有一定的節能意義。根據統計數據，采用40%～50% THA則會導致入口凝結水溫過低，容易造成一定的腐蝕問題，應該關閉相應的低溫省煤器凝結水，對于余熱利用來說，則就具有75%～100% THA負荷問題。

2.2.4 確定低溫腐蝕方案

針對低溫腐蝕的具體方案來說，主要包括以下兩個方面：一是，通過有效的耐腐蝕的低溫系統，有效控制低溫省煤器在壁溫小于102℃的環境下，但是，應該要要求高于水蒸氣的飽和溫度在25℃區間內，可以接受相應的大約在腐蝕速度0.2mm/a的金屬壁的腐蝕速度。所以，為了有效避免出現過快的腐蝕問題，應該控制凝結水溫度在65℃以上；二是，應該選擇有效的耐腐蝕材料，優選相應的耐低溫腐蝕的鋼材，根據相關的鋼材的低溫腐蝕速率進行分析，經過統計，18-8不銹鋼、ND鋼則具有比較好的抗低溫腐蝕能力，由于不銹鋼具有較高的價格，所以，這里采用ND鋼作為省煤器換熱元件。

2.2.5 確定安裝位置

第一，在對于除塵器入口布置方面，國內的相關小容量機組中，經常出現相關的鍋爐排煙溫度超過設計值的情況，所以，對于低溫省煤器的加裝過程中，應該保持其在電除塵器進口和空預器出口之間的煙道過程中。結合本工程的實際情況，出口煙溫則為102℃，相比于煙氣露點溫度，大約高10℃左右，所以，這對于相關的下游設備則是安全的。同時，在除塵器的進口進行相關的布置低溫省煤器，能夠保證煙氣體積在除塵器的下游能夠降低3%左右，這樣的情況下，則會造成相關的引風機、煙道的容量有所減少。另外，也會導致煙氣側阻力有所增加，并能增加相應的風機電耗。

第二，在進行相關的布置除塵器出口方案中，相比于其入口布置來說，能夠有效使得減少99.8%的粉塵，應該針對特定的煤種，有效使得飛灰濃度控制在60mg/Nm3中，能有利于避免出現相應的堵灰、積灰以及磨損問題；另外，在引風機入口之前的設置，能夠有效使得煙氣流量和溫度有所降低，使得引風機軸功率有效降低，提高設備的安全性。

3 結語

針對低溫省煤器的技術方面以及經濟性方面進行比較和分析，能夠有效實現除塵和節能的需求，并且給出本工程中的布置除塵器的方案，經過實踐檢驗，通過有效設置低溫省煤器，能夠取得有效的經濟效益。

［1］牛樹赟.某循環流化床鍋爐增設低溫省煤器降低排煙溫度的節能分析［J］.熱力發電，2012，41（10）.

［2］李斌，黨自力.低溫省煤器設計及其動態特性分析［J］.熱力發電，2014，43（2）.