300 MW直接空冷機組增設低溫換熱器的效果分析

牛亞全 楊建峰

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720136

摘要：通過對某300WM機組進行煙氣余熱回收裝置的設計計算，將低溫煙氣余熱回收裝置布置于除塵器入口煙道上，該裝置可全年投運，具有良好的節能環保效益，經計算BMCR工況下可將煙氣溫度從150℃降低到95℃，裝置投運后，經計算可節約煤耗2.39（g/kW·h），節水15.91t/h。

關鍵詞：煙氣余熱；低溫換熱器；除塵效率

內蒙古自治區主流300MW火電機組的鍋爐排煙溫度設計值大都在120℃～130℃之間，為了節水該地區大部分火電機組為直接空冷機組，在夏季由于環境溫度較高，機組背壓經常維持在30kpa左右的高位運行，排煙溫度通常會高于150℃，排煙溫度高會導致鍋爐效率降低、設備工作環境惡化等較多不利影響[1]。排煙損失是鍋爐運行中最重要的一項熱損失，一般約為4%～8%，占鍋爐熱損失的60%～70%，影響排煙熱損失的主要因素是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加10℃，排煙熱損失增加0.6%～1%，相應多耗煤1.2%～2.4%[2]。所以，降低排煙溫度對于節約燃料和降低污染具有重要的實際意義，實踐中以降低排煙溫度為目的的鍋爐技術改造較多。但由于大多數電廠尾部煙道空間太小，防磨、防腐要求較高，引風機的壓頭裕量不大等實際情況。為了降低排煙溫度，減少排煙損失，提高電廠的運行經濟性，可考慮在煙道上加裝低溫換熱器。

1 設計方案

1.1 機組概況

某電廠 2×300MW 機組配套哈爾濱鍋爐廠按照美國ABBCE公司技術制造生產的HG1056/17.50YM39型，亞臨界壓力，自然循環單爐膛，單汽包，一次中間再熱、平衡通風汽包爐。鍋爐采用緊身封閉П型布置、固態排渣、全鋼架懸吊結構。鍋爐采用四角切園燃燒方式，制粉系統采用正壓直吹式制粉系統。

1.2 低溫換熱器系統概況

低溫換熱器本體安裝于空氣預熱器和除塵器之間的水平煙道內。每臺鍋爐空預熱器和除塵器之間有四個水平煙道，對應每個入口水平煙道設置一臺低溫換熱器。低溫換熱器的換熱形式為煙氣水換熱器，換熱器安裝在除塵器入口煙道上；低溫換熱器取水點、回水點方案為7號低加入口與6號低加入口水混合至70℃取水，5號低加入口回水。低溫換熱器工藝布置圖如下圖所示。

低溫換熱器工藝布置圖

本設計是在原有系統的煙道內設置低溫換熱器，將排煙溫度由較高的150.0℃降低到95.0℃，實現降低排煙溫度的節能改造；低溫換熱器回收的煙氣余熱加熱凝結水，減少汽輪機抽汽，提高電廠效率；低溫換熱器是獨立的控制系統，該系統設備發生故障時能夠解列，不影響機組正常運行。

2 機組節煤量分析

排煙溫度按150.0℃計算。低溫換熱器系統進口由7號低加入口與6號低加入口水混合至70.0℃取水，出口回水點位于5號低加入口。

在非供暖期，低溫換熱器系統出口水溫為115.1℃，經計算節省發電煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。與原工況相比，在保持發電功率與抽汽量不變的情況下，6號低加抽汽流量減少1614t/h，7號低加抽汽流量減少21.48t/h，由于發電量增加而導致的凝汽器進氣量減少6.75t/h，總的凝汽器進氣量增加3106t/h。

某電廠非供暖期中5、8、9、10月低溫換熱器系統排擠抽汽31.06t/h，凝汽器進氣量增加31.06t/h后，導致排汽壓力從1666kPa升高到18.23kPa，由此造成的發電煤耗增加為1.70（g/kW·h）。則增設低溫換熱器后非供暖期中5、8、9、10月平均發電煤耗降低1.73（g/kW·h）。

因此，機組增設低溫換熱器后在非供暖期平均降低煤耗135（g/kW·h）。

供暖期低溫換熱器進口為7號低加入口與6號低加入口水混合至70.0℃取水，并由5號低加入口回水，回水溫度為1151℃，經計算節省發電煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。由于冬季凝汽器進汽量增加不影響機組背壓，供暖期節省發電煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。全年折合降低發電煤耗2.39（g/kW·h）。

3 結論

（1）采用增設低溫換熱器受熱面方案是實現降低排煙溫度的最佳方案；

（2）在設計排煙溫度下，每臺機組改造后鍋爐的排煙溫度由150℃左右降低至95℃，回收煙氣余熱加熱凝結水回水的同時，為鍋爐后設備如除塵器提供安全可靠的運行溫度條件；

（3）每臺機組改造后標準煤耗降低2.39（g/kW·h）。

參考文獻：

[1]廖光明，王艷，高建強.背壓變化對300MW直接空冷機組經濟性影響的計算與分析[J].發電技術，2012，（3）：3234.

[2]葉江明.電廠鍋爐原理與設備[M].北京：中國電力出版社，2010.14.