低温省煤器技术在电厂锅炉的应用

黄兴业

（中国电建集团甘肃能源投资有限公司，甘肃兰州，730030）

低温省煤器技术在电厂锅炉的应用

黄兴业

（中国电建集团甘肃能源投资有限公司，甘肃兰州，730030）

低温省煤器技术是为了充分节约能源、保护环境，深度利用锅炉排烟余热的一项技术，针对当前电厂锅炉的排烟温度过高的问题，这项技术便成为近年来发电厂有效降低锅炉排烟温度的一项很实用的方法。

省煤器;排烟温度;低温腐蚀;余热回收

1 设置低温省煤器的目的及意义

锅炉的各项热损失中，排烟损失是最大的，约占锅炉热损失的60%——70%。排烟温度是影响锅炉排烟热损失的主要因素，电站锅炉的排烟温度一般设计在110℃——160℃。实际运行中，由于尾部受热面积灰、漏风以及燃烧工况的影响，许多锅炉的排烟温度还要高出设计值很多。针对时下资源短缺、国家大力提倡节能降耗的现状，发电厂通过回收余热的方法，在合理的条件下尽量降低锅炉的排烟热损失，达到最大程度的能源利用，对于节能降耗具有非常重要的意义。

2 低温省煤器设计方案的选择

2.1 低温省煤器烟气侧的布置

加装低温省煤器，首要考虑低温腐蚀对它的影响；另外，由于其传热系数与传热温差都比较小而且体积比较大，所以要综合考虑它在锅炉尾部的布置位置。目前，国内电站低温省煤器烟气侧的布置主要有三种方案：一、电除尘前布置，二、电除尘后布置，三、电除尘前后两级布置。方案一系统流程简单，初期投资低，除尘效率高，结合我厂实际情况，经过研究，决定采用第一种布置方案。

1、2号机组在两台锅炉空预器后，电除尘前增加了低温省煤器，低温省煤器布置在除尘器的2个入口烟道的竖直段，每个入口烟道的竖直段布置低温省煤器受热面。每个烟道的低温省煤器受热面做成3个模块，每个模块进、出口小集箱均设置一个手动隔离门，以便当其中1个分区出现泄漏时能退出该模块运行，便于维护，也便于发生泄漏时隔离，2个烟道共6个模块，每个烟道的3个模块均水平布置，2个烟道每一侧均设置了进回水手动总门，以便单侧低温省煤器可以隔离。同时，每个模块设置一台声波吹灰器，有效防止低温省煤器积灰。

2.2 低温省煤器工质侧的布置

低低温省煤器在热力系统中的连接方式，直接影响到它的经济效果和运行的安全、可靠性。低低温省煤器联入热力系统的方案很多，就其本质而言，只有串联和并联两种方式。我厂采用并联接入热力系统的方案，即低温省煤器与#6低加采用并联方式。

低温省煤器冷却水取自于汽机侧凝结水，经变频增压泵（一运一备）输送至布置在两个烟道的低温省煤器。取水位置在#6低加入口手动门前，加热后的回水分两部分，一部分在#5、6低加水侧投运的情况下与#6低加出水混合后进入#5低加（注：在#5、6低加水侧未投运的情况下回水至#5低加出口手动门后）。另一部分回水（简称热水）经低温省煤器再循环管输送至变频增压泵前与冷水混合，再通过变频增压泵输送至低温省煤器加热，再循环用于调节进入低温省煤器入口的水温。

3 低温省煤器系统的优化运行

3.1 低温腐蚀问题

3.1.1 材料的选择。由于低温省煤器的进水和出水温度都比较低，因此可确定低温省煤器是处于酸腐蚀条件下长期工作，为了提高低温省煤器的使用寿命，选用耐腐蚀材料是抵抗低温腐蚀的常用方法。常用的抗腐蚀材料分为金属材料和非金属材料。

非金属材料：a、玻璃管虽防腐性能好但易碎，不是理想材料。b、搪瓷管是较理想的抗腐蚀材料，但搪瓷管难加工，只能做成光管的型式，难以翅片化。c、氟塑料材质可有效解决烟气腐蚀问题，对烟气组分、壁温、酸露点无特殊要求，可以超低温运行，使用寿命长。但材料依赖进口，价格昂贵，且换热效率低、面积较大，布置要求高。

金属材料：目前国内的低温省煤器设计，多选用 ND 钢。ND钢在一定浓度硫酸溶液的环境中，溶解发生钝化，并在钢的表面产生一层富 Cu、Cr、Sb 等合金元素，使它具有较强的耐硫酸腐蚀性能，可减缓腐蚀速度，延长设备使用寿命，与其它耐腐蚀钢相比具有一定优势。

3.1.2 温度的控制。华亭电厂2台循环流化床锅炉采用炉内脱硫，空预器出口SO2质量浓度控制在200mg/m3，根据我厂燃料成分计算得烟气酸露点温度为93.62℃，试验表明: 金属的腐蚀与换热面的金属壁面温度有关。运行中只要控制低温受热面壁温在酸露点温度10℃以上，即低温省煤器管壁温度最低在105℃以上，就能避免低温腐蚀，换热面也能避免出现粘性积灰。

控制低温省煤器壁温在105℃以上，就要控制2台增压泵出口温度即低温省煤器入口温度。低温省煤器进口水温的确定应综合考虑传热经济性及腐蚀对设备寿命的影响，如选取较低的进口水温，虽然能增大传热温差，提高换热效率，。低温省煤器安装在电除尘入口，由于烟气的热量被低温省煤器吸收了一部分，则进入电除尘器的烟气温度与体积流量都会相应的降低，研究和实践证明，飞灰的比电阻会随着烟气温度的降低而降低，带来的效果是电除尘器的除尘效率的增高；当从低温腐蚀的角度考虑时，由于低温省煤器的加入进一步降低了烟温，这就加大了电除尘器的防腐难度，进而加重了其内部堵灰。

综合考虑低温省煤器以及电除尘的防腐，在低温省煤器的运行过程中，关键的一点就是要控制低温省煤器的入口温度。75℃以上的入口水温既能满足低温省煤器管壁温度在105℃以上，又能兼顾低温省煤器出口温度在110℃以上。因此，在高负荷情况下，尽可能将进水温度靠近75℃来提高换热效率，达到降低排烟温度的效果，而在低负荷情况下，先保证低温省煤器进口水温满足要求，后保证低温省煤器出口烟温，然后逐渐提高入口水温，切保证出口烟温的方式进行调整。

3.2 #6低加凝结水量的控制问题

在低温省煤器水温、烟温调整过程中严密监视进入#6低加的水量，以防#6低加干烧，进入#6低加水量暂要求按照≥30t/ h控制，进入#6低加水量数值计算方式：凝结水流量-冷渣器冷却水流量-低温省煤器冷却水水量。

进入#6低加水量低至30 t/h时可以考虑打开#5低加危急放水电动门以减少进入#6低加的疏水量，进入#6低加水量低至10 t/h以下时可以考虑解列#6低加汽侧以防干烧。

4 经济性分析

1.低温省煤器可将排烟温度由最高的160℃降低至110℃左右，充分降低了锅炉排烟热损失，提高了锅炉效率。2.低温省煤器将进入#5低加的凝结水温度提高到109℃左右，减少了进入低加的抽气量，多余的蒸汽可以进入汽缸继续做功，提高了机组循环热效率。3.余热回收利用，可以进一步降低锅炉煤耗。4.电除尘入口的烟气温度降低，提高了单位体积内烟尘的含量，进而提高了电除尘效率。5.低温省煤器的设置，毫无疑问增加了烟道阻力，即可能会增加引风机的电耗，这一点需要长期的试验论证。

5 结论

低温省煤器的运用必须充分考虑低温腐蚀的影响，才能达到提高锅炉热效率、节能减排的目的。低温省煤器技术不仅为电厂节约了能源、减轻了污染， 也进一步证明了低温省煤器是现阶段改变锅炉排烟温度过高的一种可行的、经济的、合理的方法。

[1]邹祥波，周恂，吴云强.燃煤电厂烟气中的VOCs治理技术研究进展[J].环境科学导刊.2013,32(6):57-62.

Application of low temperature coal saving technology in power plant boiler

Huang Xingye
（China Electric Power Construction Group Gansu Energy Investment Co.,Ltd.,Lanzhou,Gansu，730030）

The technology of low temperature economizer is in order to save energy, protect the environment, the depth of using a technology of exhaust waste heat boiler,the flue gas temperature of the boiler is too high, this technology has become the power plant in recent years a very effective and practical method to reduce the exhaust temperature of the boiler.

coal saving device；exhaust temperature；low temperature corrosion；waste heat recovery