300 MW直接空冷机组增设低温换热器的效果分析

牛亚全 杨建峰

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720136

摘要：通过对某300WM机组进行烟气余热回收装置的设计计算，将低温烟气余热回收装置布置于除尘器入口烟道上，该装置可全年投运，具有良好的节能环保效益，经计算BMCR工况下可将烟气温度从150℃降低到95℃，装置投运后，经计算可节约煤耗2.39（g/kW·h），节水15.91t/h。

关键词：烟气余热；低温换热器；除尘效率

内蒙古自治区主流300MW火电机组的锅炉排烟温度设计值大都在120℃～130℃之间，为了节水该地区大部分火电机组为直接空冷机组，在夏季由于环境溫度较高，机组背压经常维持在30kpa左右的高位运行，排烟温度通常会高于150℃，排烟温度高会导致锅炉效率降低、设备工作环境恶化等较多不利影响[1]。排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，一般约为4%～8%，占锅炉热损失的60%～70%，影响排烟热损失的主要因素是排烟温度，一般情况下，排烟温度每增加10℃，排烟热损失增加0.6%～1%，相应多耗煤1.2%～2.4%[2]。所以，降低排烟温度对于节约燃料和降低污染具有重要的实际意义，实践中以降低排烟温度为目的的锅炉技术改造较多。但由于大多数电厂尾部烟道空间太小，防磨、防腐要求较高，引风机的压头裕量不大等实际情况。为了降低排烟温度，减少排烟损失，提高电厂的运行经济性，可考虑在烟道上加装低温换热器。

1 设计方案

1.1 机组概况

某电厂 2×300MW 机组配套哈尔滨锅炉厂按照美国ABBCE公司技术制造生产的HG1056/17.50YM39型，亚临界压力，自然循环单炉膛，单汽包，一次中间再热、平衡通风汽包炉。锅炉采用紧身封闭П型布置、固态排渣、全钢架悬吊结构。锅炉采用四角切园燃烧方式，制粉系统采用正压直吹式制粉系统。

1.2 低温换热器系统概况

低温换热器本体安装于空气预热器和除尘器之间的水平烟道内。每台锅炉空预热器和除尘器之间有四个水平烟道，对应每个入口水平烟道设置一台低温换热器。低温换热器的换热形式为烟气水换热器，换热器安装在除尘器入口烟道上；低温换热器取水点、回水点方案为7号低加入口与6号低加入口水混合至70℃取水，5号低加入口回水。低温换热器工艺布置图如下图所示。

低温换热器工艺布置图

本设计是在原有系统的烟道内设置低温换热器，将排烟温度由较高的150.0℃降低到95.0℃，实现降低排烟温度的节能改造；低温换热器回收的烟气余热加热凝结水，减少汽轮机抽汽，提高电厂效率；低温换热器是独立的控制系统，该系统设备发生故障时能够解列，不影响机组正常运行。

2 机组节煤量分析

排烟温度按150.0℃计算。低温换热器系统进口由7号低加入口与6号低加入口水混合至70.0℃取水，出口回水点位于5号低加入口。

在非供暖期，低温换热器系统出口水温为115.1℃，经计算节省发电煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。与原工况相比，在保持发电功率与抽汽量不变的情况下，6号低加抽汽流量减少1614t/h，7号低加抽汽流量减少21.48t/h，由于发电量增加而导致的凝汽器进气量减少6.75t/h，总的凝汽器进气量增加3106t/h。

某电厂非供暖期中5、8、9、10月低温换热器系统排挤抽汽31.06t/h，凝汽器进气量增加31.06t/h后，导致排汽压力从1666kPa升高到18.23kPa，由此造成的发电煤耗增加为1.70（g/kW·h）。则增设低温换热器后非供暖期中5、8、9、10月平均发电煤耗降低1.73（g/kW·h）。

因此，机组增设低温换热器后在非供暖期平均降低煤耗135（g/kW·h）。

供暖期低温换热器进口为7号低加入口与6号低加入口水混合至70.0℃取水，并由5号低加入口回水，回水温度为1151℃，经计算节省发电煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。由于冬季凝汽器进汽量增加不影响机组背压，供暖期节省发电煤耗Δbs=3.43（g/kW·h）。全年折合降低发电煤耗2.39（g/kW·h）。

3 结论

（1）采用增设低温换热器受热面方案是实现降低排烟温度的最佳方案；

（2）在设计排烟温度下，每台机组改造后锅炉的排烟温度由150℃左右降低至95℃，回收烟气余热加热凝结水回水的同时，为锅炉后设备如除尘器提供安全可靠的运行温度条件；

（3）每台机组改造后标准煤耗降低2.39（g/kW·h）。

参考文献：

[1]廖光明，王艳，高建强.背压变化对300MW直接空冷机组经济性影响的计算与分析[J].发电技术，2012，（3）：3234.

[2]叶江明.电厂锅炉原理与设备[M].北京：中国电力出版社，2010.14.