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低温省煤器在超临界直流锅炉上的应用

一、前言

伊敏电厂一期2×500MW俄罗斯进口超临界机组（1、2号机组）于1998年11月和1999年9月投产，投产后排烟温度一直偏高，一般在145℃到150℃范围内。锅炉排烟温度高，烟气量大，排烟损失了大量热量，针对上述存在问题，采用低温省煤器系统后，回收烟气余热、降低排烟温度，符合国家要求的烟气余热高能级深度利用技术产业化示范工程。 二、低温省煤器系统介绍

烟气余热换热器安装在电除尘前的竖直烟道上，采用表面换热型式，被加热介质来自凝结水。从#2低压加热器进口分流的部分凝结水进入烟气换热器加热后进入#3低压加热器。当烟气余热换热器进口烟气温度、流量、压力在设计参数时，烟气温度由150℃降低到110℃，烟气余热换热器的被加热凝结水温度由85℃提高到110℃。 三、烟气换热系统的介绍 （一）换热器介绍

低温省煤器系统，每套系统包括换热器本体六台、蒸汽吹灰系统、检修水冲洗排放系统、本体自身支架、余热利用凝结水系统等。设计成6组，布置在6个烟道中。换热器本体采用模块化组件。 （二）烟气侧阻力

烟气侧阻力与换热器形式和烟气流速有关，由于设备较大，充分考虑到烟气侧阻力比较大，而烟气侧阻力与烟速的平方成正比。因此，烟气侧阻力设定值为8.24m/s，THA工况烟气侧阻力增加449.2Pa左右， （三）排烟温度的降低程度

排烟温度的降低主要从低温腐蚀、工程经济性和电除尘器效率三个方面进行考虑。通常认为，高于酸露点运行是安全的。另外要考虑到，进一步降低排烟温度需要付出的代价较高，一方面会增加换热器成本，同时会增加换热器阻力，造成厂用电的增加。

根据现有的设计煤种计算得到的酸露点为：98.3℃，方案选择排烟温度为110℃，可以确保安全性，保证了一定的传热温压，经济性较好。同时充分降低烟尘的比电阻，提高除尘效率，降低除尘器改造费用。 （四）烟气流速的选择

烟气流速的选择主要考虑两个方面，一个是受热面的磨损，另外一个是烟气侧阻力。受热面磨损与烟速的3.3次方成正比，而烟气侧阻力与烟速的平方成正比。实际计算表明，烟气流速大于10m/s以后，烟气侧阻力急剧增大。但是烟速太低，换热系数会较小，换热器面积过大。综合考虑伊敏一期的实际情况，烟速宜控制在10m/s以内。 （五）换热器烟气侧

机组BMCR工况下，设计煤种在空预器出口的烟气流量约2314152Nm3/h。在500MW负荷下，根据入炉煤、灰渣分析计算得到空预器出口烟气流量2314152Nm3/h，本次设计以2314152Nm3/h为设计烟气量，设计烟气温度为150℃。 （六）换热器工质侧

机组BMCR工况下，#2低加出口凝结水流量1210.7t/h，400M负荷，#2低加出口凝结水流量955.23t/h，300MW负荷，#2低加出口凝结水流量726.7t/h，设计参数按#2低加出口凝结水流量1210.7t/h，烟气冷却器入口水温在85℃以上（混水温度可调），以保证绝大多数换热管束壁温高于烟气酸露点，避开严重低温腐蚀区。 四、低温省煤器的经济分析 （一）低温省煤器的节能分析 1、低温省煤器余热回收效果分

3、低温省煤器节水效益分析

低温省煤器回收余热的同时，把烟气温度降低，可减小脱硫塔前、后的实际状态烟气量，大大降低脱硫塔的蒸发水量。单台脱硫吸收塔的蒸发水量由134t/h下降到84t/h，节水37%，伊敏电厂一期两台机组每年节水55万吨。 4、低温省煤器除尘效益分析

华能伊敏电厂一期锅炉温度超过150℃，通过余热利用系统改造降到110℃。烟气温度的降低可使粉尘比电阻降低1个数量级，烟气量降低10%左右，对提高除尘效率非常有利。

五、存在的问题及解决办法

低温腐蚀问题，一般电厂烟气的酸露点为90℃～110℃。根据除尘可研在现场取煤分析计算，现有煤种的酸露点是98.3℃，安装余热回收系统后可以把排烟温度降低到110℃，烟气换热器在酸露点以上运行，腐蚀较弱。在低温段采用耐低温腐蚀的材料。

积灰堵塞，如果出现积灰堵塞，会造成引风机电耗增加。严重时，当阻力增加超出风机裕量，只能降负荷运行。在布置吹灰器，定期吹灰，且在停炉检修时用水冲洗。吹灰器采用常见的蒸汽吹灰。

磨损，换热器磨损泄露会造成设备的停运。为避免泄露，首先换热器受热面要使用厚壁管，通常选择壁厚3-4mm；其次，避免过高的烟气流速，综合考虑换热、积灰和磨损，一般选择烟速低于10m/s。再次，在换热器进口设置导流板，使烟气均流，避免出现烟气走廊。增加换热器泄漏检测设备（例如湿度检测装置），在烟道合适位置设置放水点、单独门孔和巡检点。 六、结论

低温省煤器系统产生显著的节煤和节水效益，同时该系统还可以降低除尘器前烟气温度，提高除尘效率，减小烟气体积流量，对除尘器改造、脱硫系统改造和风机改造带来正面的影响，降低改造和运行费用。华能伊敏电厂一期锅炉低温省煤器系统的成功实施对大容量褐煤机组低温省煤器和燃煤锅炉环保整体优化改造具有重大示范效果。