150 MW機組增設低溫省煤器效果評價

王 操， 彭義林， 田新民

(湖北省電力勘測設計院有限公司， 武漢 430000)

鍋爐的排煙熱損失是電廠運行中的一項重要熱損失，電廠鍋爐設計排煙溫度通常為120～150 ℃，排煙熱損失占整個鍋爐設計熱損失的60%～70%[1-2]；此外，在實際運行中，國內外很多火力發電廠的排煙溫度甚至超過設計值很多。為了減小排煙熱損失、提高電廠經濟性，有必要對低溫省煤器進行改造[3-5]。

某150 MW電廠鍋爐排煙溫度在冬季時接近130 ℃，在夏季時最高可達到146 ℃以上，不僅排煙熱損失大，而且會導致濕法脫硫系統偏離設計工況運行。因此，筆者對在電除塵器前增設低溫省煤器后機組的運行狀況進行了研究，以降低鍋爐排煙溫度、提高機組熱效率，同時提高電除塵效率、節約脫硫塔的水耗。

1 機組概述

1.1 鍋爐設備

該燃煤電廠有2臺150 MW機組，鍋爐為自然循環單汽包、高溫超高壓、單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、全懸吊結構、П形布置煤粉鍋爐。煤質分析見表1，計算得到該工程的煙氣酸露點溫度為102 ℃、水露點溫度為47 ℃[6]。

表1 煤質分析

1.2 汽輪機低壓加熱器系統

機組的汽輪機為C150-12.8/555/0.5超高壓抽汽凝汽式汽輪機。汽輪機低壓加熱器系統的設計參數見表2，其中：TMCR工況為汽輪機最大連續額定工況；THA工況為熱耗驗收工況；MCR工況為最大連續額定工況；1號、2號、3號、4號低壓加熱器分別記為JD1、JD2、JD3、JD4。

表2 低壓加熱器系統設計參數

2 設計方案

工程采用傳統的單級低溫省煤器，將其布置在電除塵器前。為了防止低溫省煤器本體及后面的電除塵器、引風機、煙道發生低溫腐蝕，將排煙溫度設置在酸露點以上[7]，排煙溫度選擇108 ℃。低溫省煤器在熱力系統中的連接方式直接影響到機組的經濟性及運行的安全可靠性，低溫省煤器連接到熱力系統的方式可分為串聯和并聯。并聯方式可通過調節抽取凝結水的流量來保證煙氣出口溫度和凝結水回水溫度，相較于串聯方式，更適宜變工況運行[8]，該工程采用并聯方式。

該工程低溫省煤器的最佳接入點在JD1和JD2之間，選擇進入低壓換熱器的凝結水進水溫度為69.1 ℃，回到低壓加熱系統的回水溫度為112.5 ℃。低溫省煤器入口水溫在水露點溫度(25 ℃)以上能有效防止低溫腐蝕[8-9]，設置凝結水再循環以實現冷熱水混合功能，使低溫省煤器的入口水溫度控制在72 ℃以上。煙氣余熱利用熱力流程圖見圖1。

圖1 煙氣余熱利用系統熱力流程圖

3 運行效果

3.1 低溫省煤器參數

該工程低溫省煤器的設計參數見表3，試驗測得的數據見表4。在汽輪機主汽閥全開工況，低溫省煤器運行時左側和右側的進、出口平均壓差分別為410 Pa、390 Pa，實測煙氣溫降分別為21.3 K、20.5 K，比原鍋爐設計排煙溫度128.7 ℃有較大幅度降低。低溫省煤器的進、出口壓差平均值較小，可能是由于投運時間較短，積灰較少。為防止電除塵器、引風機等設備發生低溫腐蝕，在實際運行中需通過混水調節功能控制煙氣溫降。在試驗中，低溫省煤器投入后出口煙氣溫度控制在108 ℃以上，達到了設計值，低溫省煤器的其他運行參數也達到了設計值。

表3 低溫省煤器設計參數

表4 低溫省煤器運行參數

3.2 熱耗率

在電廠閥門全開工況，考慮引風機阻力增加、水泵功率增加等因素，機組投入低溫省煤器可降低熱耗率約為70.20 kJ/(kW·h)(見表5)，折合降低標準煤耗約為2.39 g/(kW·h)。

表5 低溫省煤器運行對熱耗率的影響 kJ/(kW·h)

3.3 電除塵器運行參數

低溫省煤器在未運行、運行時，電除塵器出口(脫硫塔入口)粉塵平均質量濃度分別為34.50 mg/m3、18.98 mg/m3(見表6)。低溫省煤器的運行會使飛灰比電阻增大，電除塵器出口粉塵平均質量濃度降低約45%。

表6 電除塵器運行參數

4 結語

筆者對該電廠鍋爐低溫省煤器進行改造，并對改造后的運行效果進行了評價，投入低溫省煤器后，機組的熱耗率降低了約70.2 kJ/(kW·h)；同時，電除塵器入口溫度由128.7 ℃降低至108 ℃，電除塵器出口粉塵平均質量濃度降低約45%，增設低溫省煤器技術有著良好的應用效果和推廣價值。