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超超临界二次再热百万机组烟气余热利用技术探讨

北极星环保网来源:中国电力环保2016/12/27 10:42:11我要投稿

根据API(美国石油协会)及 CE公司推荐的平均金属壁温导则,当煤质中硫含量小于1.5%时,冷端平均壁温应大于68℃。

根据苏联1973年版锅炉机组热力计算标准,受热面金属壁温大于水蒸气露点温度20℃,小于105℃,受热面金属低温腐蚀速率小于0.2mm/年,这个腐蚀速度是可以接受的。

目前国内已采用低温省煤器方案的运行电厂也均按照这一设计思路进行烟气冷却器的设计及选型。介质水的温度均高于70℃,最低金属壁面温度约为75℃左右,高于水蒸气露点温度 20℃以上。考虑一定的换热温差后,烟气冷却器(即低温省煤器)出口的烟气温度一般在 85℃以上。根据目前外高桥三期电厂、漕泾电厂一期工程的运行情况看,烟气冷却器(即低温省煤器)的腐蚀速率在设计范围之内,运行情况良好。

烟气的水露点温度为42℃~47℃左右,受热面金属壁温约为47℃~52℃左右。对于方案一及方案二,#9低压加热器出口的凝结水温度为约82℃,最低金属壁面温度约为87℃左右。由于最低金属壁面温度大于水蒸气露点温度20℃,金属壁温选定87℃左右是安全的。

4 烟气余热利用技术的经济性分析

采用烟气余热利用技术,节约了燃煤,其经济效益是十分明显的。低温省煤器方案(方案一及方案二)回收的热量为25.141MJ/s,减少汽机抽汽做功4244kW,热量利用率为16.88%。低温省煤器方案,凝结水泵和引风机的电耗会上升,每台机组的厂用电率将增加0.101%(方案一)及 0.084%(方案二)。

根据最新的资料,在汽机热耗为7098kJ/kWh、锅炉效率为94.65%时,机组的发电煤耗为258.8g/kWh。

采用低温省煤器方案(方案一及方案二)后,汽机热耗将下降30kJ/kWh,锅炉效率不

变,二次再热百万机组的发电煤耗为257.7g/kWh,节约标煤1.1g/kWh。

另外,采用烟气余热利用技术后,进入脱硫吸收塔的烟气温度均大大降低,吸收塔蒸发水耗会有较大程度的降低。采用低温省煤器方案(方案一及方案二)后,THA工况降低水耗35t/h。

一级低温省煤器方案(方案一)系统增加的投资为2380万元,二级低温省煤器方案(方案二)系统增加的投资为2430万元。

详细的分析见表9。

根据如上烟气余热改造2个方案,经初步计算,投资分别为2380万元、2430万元,由于改造效果不同,带来的收益分别为374万元/年、497万元/年。考虑资金的时间价值,按当前长期贷款利率6.5%,计算得到本项目2个方案动态投资回收年限分别为8.47年、7.84年。具体计算见表10,表11。

5 结论

采用常规一级低温省煤器方案(方案一)、二级低温省煤器方案(方案二)在技术上均是可行的。方案一可降低发电标煤耗1.1g/kWh,系统总投资费用约2380万元,动态投资回收年限为8.47年。方案二可降低发电标煤耗1.1g/kWh,系统总投资费用约2430万元,动态投资回收年限为7.84年。

此外,由于方案二将一级低温省煤器设置在除尘器前面,降低了除尘器入口的烟气温度,使静电除尘器的除尘效率有所提高,体现出了一定的环保效益。同时,引风机入口的烟气体积流量有所降低,缓解了设置烟气余热利用系统后厂用电率的上升。

综上分析,超超临界二次再热百万机组采用设置二级低温省煤器的烟气余热利用方案(方案二)较为合适。

参 考 文 献:

[1] 锅炉机组热力计算标准方法[S].

[2]王凤荣.关于锅炉烟气露点温度计算的探讨[J]. 锅炉技术,1997(6)

[3]冯俊凯,等. 锅炉原理及计算(第三版) [M] . 北京:科学出版社,2003.

[4]阎维平. 洁净煤发电技术[M] . 北京:中国电力出版,2002.

(作者:陆锐杰)

【国电泰州发电有限公司,江苏省泰州市高港区永安洲镇 225327】

延伸阅读:

中低温烟气余热利用系统换热特性

【玻璃】6MW光伏玻璃烟气余热利用发电技术

350MW超临界锅炉机组烟气余热利用经济性分析

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