低温省煤器分级布置技术及其经济性分析

低温省煤器分级布置技术及其经济性分析

李江波侯庆伟赵春雷郇志浩

（山东电力工程咨询院有限公司）

摘要：电站锅炉排烟温度约在120-150℃左右，这些烟气余热大多没有得到合理回收利用，低温省煤器是回收这部分余热的有效手段。低温省煤器分级布置技术，可以有效减少脱硫用水、提高电除尘效率和降低发电煤耗。

关键字:低温省煤器;分级布置

0前言

在电站锅炉的各项损失中排烟热损失所占比重最大，约占热损失的60-70%[1]。据统计，电站锅炉的排烟温度约在120-150℃左右，而这些烟气余热大多没有得到合理回收利用[2]。低温省煤器是利用锅炉排烟余热，节约能源的有效措施之一，并颇具特色[3]。常见低温省煤器的布置有两种方式：第一种布置方式为低温省煤器布置在电除尘进口；第二种布置方式为低温省煤器布置在脱硫吸收塔入口[4]。第一种布置方式在煤质变化后有造成电除尘及后部设备酸腐蚀的风险。第二种布置方式无法利用烟温降低来提高电除尘效率和减小引风机功率。安徽某1000MW电厂采用低温省煤器分级布置方式，第一级低温省煤器与除尘器相结合（下称前置低温省煤器），第二级低温省煤器设置在引风机后（下称后置低温省煤器）。前置低温省煤器设置在除尘器前，排烟温度降低，烟气体积减小，飞灰比电阻降低，大大提高除尘器的收尘性，减小了除尘器规格；后置低温省煤器设置在引风机后，进一步利用烟气的余热量，并节约了脱硫用水。

1低温省煤器分级布置系统简述

图1为安徽某1000MW电厂的低温省煤器布置图，图2为部分凝结水系统图，图3为低温省煤器分级布置系统图。表1为安徽某电厂所用煤质的元素分析，经计算烟气酸露点的温度为84.9℃，需保证低温受热面金属壁温高出烟气酸露点温度10℃左右，才能避免产生低温腐蚀，烟气冷却器换热面也能避免出现粘性积灰，因此第一级低温省煤器排烟温度控制在95℃。第二级低温省煤器设置在引风机后，这样可以进一步利用烟气的余热量，并节约脱硫用水。此时烟气温度可降至85℃。

凝结水的接出及接入位置，根据排烟温度及热平衡图中的凝结水温度来确定。本工程排烟温度为85℃，8号低加出口凝结水温度为83.5℃，因此烟气余热利用效率最高的方案为凝结水从9号低加之后抽出一部份流量至低温省煤器，经过烟气加热后接入8号低压加热器出口，即与8号低加的凝结水流程并列的形式。加设旁路调节阀有利于进入电除尘烟温的调节，可以有效避免电除尘后烟温低于酸露点。

图1低温省煤器布置图

a)前置低温省煤器布置图b)后置低温省煤器布置图

图3低温省煤器热系统示意图

1-9#低加出口管道；2-后置低温省煤器本体；3-前置低温省煤器本体；4-前置低温省煤器旁路调节阀；5-7#低加入口管道

2低温省煤器分级布置经济性分析及验证

2.1低温省煤器投用对电除尘效率的影响

烟气温度降低可以降低粉尘的比电阻至电除尘的最佳效率区间，在高比电阻的区域内，比电阻越低除尘效率越高[5]。安徽某1000MW机组在满负荷下试验低温省煤器投运和停运2个工况，表2为低温省煤器投运和停运电除尘效率对比。由实测数据可以看到，低温省煤器投运后效率比低温省煤器停运效率提高了0.02%。因此，低温省煤器对于降低电除尘的选型有利。

2.2低温省煤器投用对脱硫喷淋水用量的影响

脱硫系统中水的损失主要是石膏浆带出的废水排放和烟气中的水蒸气两个方面。脱硫塔与外界绝热，所以烟气降温使水汽化所产生的水蒸气不可能再放出汽化潜热凝结成水，从理论上看：进入烟气脱硫塔的烟气温度不同，烟气降温所需要的汽化水量之差就是节水量[5]。安徽某1000MW机组在满负荷下试验低温省煤器投运和停运2个工况，表3为低温省煤器投运和停运耗水量对比。由实测数据可以看到，低温省煤器投运后单台机组满负荷运行每小时可节水48t，按机组年运行小时数为5500小时计，单台机组年节水量可达26.4万吨。因此，低温省煤器的投入对降低脱硫耗水量有明显效果。

表4、表5为安徽某1000MW机组在满负荷下前、后低温省煤器主要指标实测值，从表中可以看到前置低温省煤器可节约标煤0.772g/kwh，后置低温省煤器可节约标煤0.552g/kwh，按机组年运行小时数为5500小时计，单台机组年节煤量可达0.745万吨标煤。因此，低温省煤器的投入对降低机组煤耗有明显效果。

3结论

1）低温省煤器的分级布置可以降低脱硫吸收塔烟气入口温度，对于减少脱硫工艺的水耗有重要意义；

2）低温省煤器的分级布置可以降低电除尘入口烟温，有助于降低粉尘比电阻，提高电除尘效率，有助于降低电除尘选型规格，节省占地面积；

3）低温省煤器的分级布置可以通过回收烟气余热以减少汽轮机抽气量，对于降低机组煤耗和提高机组经济性潜力巨大。

参考文献

[1]白玉.降低电站锅炉排烟温度的途径[J].华东电力，1996（7）：43-45.

[2]富春光.锅炉烟气余热回收技术的应用探讨[J].热点技术，2012（2）：5-9.

[3]黄新元，孙奉仲，史月涛.低压省煤器系统节能理论及其在火电厂的应用[J].山东电力技术，2008（2）：3-6.

[4]刘鹤忠，连正权.低压省煤器在火电厂中的应用探讨[J].电力勘测设计，2010（4）：32-38.

[5]郭士义，丁承刚.低低温电除尘器的应用及前景[J].装备机械，2011（1）：69-73.

[6]吕明，赵之军，殷国强.湿法脱硫系统中降低进口烟气温度节水的分析与试验[J].动力工程学报，2010（30）：695-698.