大型超临界空冷机组低温省煤器之环保应用篇

①在低温省煤器切除工况下，在3VWO工况下对机组热耗率试验数据，经过二类修正后，机组低温省煤器切除工况为8033.79kJ/kWh，低温省煤器投运后，机组热耗率为8005.41kJ/kWh，机组热耗率降低28.38kJ/kWh。②在低温省煤器退出和投用两工况下试验供电煤耗分别为294.36g/kWh、293.21g/kWh，降低约1.15g/kWh。③年节能量测算：发电降耗形成的年节能量=5500×额定发电能力×(1-厂用电率)×(改造前纯凝额定工况生产供电煤耗-改造后纯凝额定工况生产供电煤耗)。加装低温省煤器改造后，机组在额定负荷600MW工况下运行5500h，供电煤耗率降低值为1.15g/kWh，则年节能量为：5500×660000×1.15×(1-8.44/100)/1000000=3822.17吨标准煤。

2.3 节水效果  由于低温省煤器的将烟气温度降低至110℃以下，湿法脱硫塔蒸发水耗将大幅度降低，根据测算，在BMCR工况下能节水35t/h，每年为电厂节水25万吨。

3 低温除尘效果分析

低温省煤器投运后，烟气温度从130℃降低至110℃以下，后部电除尘器运行温度降低，烟气流量下降，比集尘面积加大，粉尘驱进速度增加，电除尘器效率显著提高。

通过计算得出：①加装低温省煤器后，电除尘器的驱进速度比之前增加约1.5%，即在相同烟气流量和比集尘面积条件下，电除尘器的效率提高。②由于低温省煤器的投入，电除尘器的烟气体积流量QS减少约5%，比集尘面积增加5%。

一般情况下当排烟温度在130℃-170℃时，烟尘比电阻最高，电除尘器容易出现低电压，大电流的“反电晕现象”，造成除尘器效率下降。通过表2烟气温度与粉尘电阻率的关系可以看出，冷凝水吸热后，烟气温度由150℃降低至110℃左右进入除尘器设备，粉尘比电阻降低约1个数量级。见表3。

由表2粉尘比电阻测试数据可知，烟温从130降至110范围时，粉尘比电阻特征发生变化，降低幅度为0.5-1个数量级，有利于提高电除尘效率。投入低温省煤器后，机组电除尘器出口排放浓度由20mg/Nm3降低到15mg/Nm3。

4 低温腐蚀、磨损防控措施

4.1 低温腐蚀防范措施  低温省煤器投运后，排烟温度降低，可能会带来低温结露腐蚀风险，为保证低温省煤器及机组的安全运行，防止管束因腐蚀而泄露，采取以下防控措施：①以允许换热管束发生有限腐蚀为设计原则选用ND钢，年腐蚀速率不大于0.2mm，换热管束设计寿命15年;②控制低温省煤器进口水温，以保证管束最低壁温高于水露点25℃以上，避开严重低温腐蚀区;③低温省煤器水侧和烟气侧进、出口均设有温度测点，时时检测进口水温和出口烟温情况，一旦出现水温或烟温过低时，及时启动控制方案并报警提示。

4.2 磨损防控措施  低温省煤器受热面布置在电除尘之前的烟道，烟气中含灰量大，必须做好磨损防控措施。为了防止长时间运行可能出现的磨损，本工程采取了以下有利于降低磨损的措施：①对烟气流场进行数值模拟，设计上避免出现烟气走廊、烟气偏流及产生烟气涡流;②采用合适的烟气流速，使烟气流具有自清灰功能的同时又不至因烟气流速过高而产生不可控的磨损。根据低温省煤器运行经验，电除尘前低温省煤器一般控制其烟气流速在10m/s左右，可大大减少烟气粉尘对管束的磨损，同时烟气清灰性较好;③烟道内管子整体无对接焊缝，蛇形管弯头和焊口全部置于烟气流动区域以外进行隔离，防止弯头及焊缝磨损;④采用厚壁管、加大翅片厚度，使受热面具有一定的磨蚀裕度;⑤选用防磨损性能优异的H翅片管;⑥电除尘前低温省煤器进风侧安装假管，以减轻烟气对后续换热管束的磨损。

5 结论

在660MW超临界空冷机组锅炉空预器出口至除尘器入口前加装低温省煤器，利用锅炉烟气余热加热凝结水。在满负荷下低温省煤器投运后，烟气温度从130℃降低至110℃以下，凝结水温度提高，降低汽轮机6号段抽汽量，汽轮机低压缸做功蒸汽量增多，机组热耗率降低28.38  kJ/kWh，供电煤耗降低1.15g/kWh。可节约燃煤3822吨/年，节约脱硫用水25万吨/年，机组电除尘器出口排放浓度由20mg/Nm3降低到15mg/Nm3，具有显著节能环保效益，对于排烟温度较高机组就有较好借鉴意义。

延伸阅读：

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