低压省煤器技术在循环流化床锅炉中的应用

北极星环保网讯:[摘要]结合目前循环流化床锅炉普遍存在的锅炉排烟温度高的问题，同时考虑循环流化床锅炉配布袋除尘器的特殊情况，提出利用低压省煤器技术，降低锅炉排烟温度，提高布袋除尘器使用寿命和机组综合效率的环保节能改造方案。通过理论分析和经济核算，说明该方法是可行有效的。

1、前言

目前国内运行的循环流化床锅炉普遍存在排烟温度高的问题，一般偏高30—40度左右，最高的偏高70度以上。我公司两台锅炉排烟温度就比设计值高出30—50℃，达到165—175℃。排烟温度升高一方面直接导致锅炉效率下降(估算排烟温度每升高10度，锅炉效率下降1%)，另一方面又影响布袋除尘器的运行，降低滤袋的使用寿命，增加了设备的维护费用，严重影响机组的安全经济运行。

2、低压省煤器的工作原理以及制约低压省煤器使用的因素和解决办法

低压省煤器就是布置在锅炉尾部空预器后的烟道中，吸收排烟余热的受热面。由于工作介质是低压凝结水故称为低压省煤器。

利用低压省煤器吸收锅炉排烟余热是一种成熟的节能方法，低压省煤器的使用范围及使用效果主要受到烟气酸露点的限制。烟气酸露点过高容易发生低温腐蚀，导致受热面积灰，影响低压省煤器的安全运行，降低节能效果。

防止低压省煤器低温腐蚀主要方法：热力防腐法、有限腐蚀法。

热力防腐法就是保证低压省煤器的最低壁温高于烟气酸露点10℃左右，从而达到防腐和堵灰的目的。实质就是使低压省煤器处于金属腐蚀速度曲线的最低腐蚀区。优点是防腐效果好。缺点是大幅度降低烟气余热利用程度;传热温压小。

有限腐蚀法就是保证低压省煤器壁温处在高于烟气中水蒸气饱和温度25℃、小于105℃的范围(在此范围金属的腐蚀速度小于0.2mm/年，在实际生产中实可以接受的)。实质就是把低压省煤器的防腐区从金属腐蚀速度曲线的最低腐蚀区移向次低腐蚀区。优点是余热利用程度较高;传热温压大，可减小受热面降低成本。缺点是防腐效果没有热力防腐法安全效果好。

3、我公司循环流化床锅炉进行低压省煤器改造的有利因素

为了满足越来越严格的环保排放要求，我公司两台锅炉均选用了布袋除尘器，由于是第一次在大型循环流化床锅炉上使用布袋除尘器，部分参数设计的比较保守，如布袋除尘器的运行助力设计为1200Pa，实际运行助力在800Pa以下。这为安装低压省煤器创造了条件。同时循环流化床固有的特点，系统已经把汽机回热加热系统的凝结水引到锅炉房，目前凝结水系统的压力已经能够满足低压省煤器对压力的要求，这将大大降低了改造难度和费用。另外，根据设计煤种的相关数据计算得到锅炉烟气中水蒸气的饱和温度为35℃，烟气的酸露点为60℃，有利于低压省煤器的工作。排烟温度偏离设计值比较大，低压省煤器传热温差大，有利于提高使用低压省煤器的节能效果。

4、改造方案

低压省煤器接入汽机回热加热系统的方法有串联和并联两种方法。串联法就是把低压省煤器串接在回热加热系统中，优点是低压省煤器传热温压比较大，接入系统时要求有一个最佳接入点，有时系统并不能满足这一要求，因而限制了它在机组改造上的使用。并联法就是把低压加热器并接在回热系统的一级或多级加热器上，优点是对余热进行了梯度开发，多级利用，余热利用最科学、最合理;低压省煤器的助力压降比较小，有利于机组改造;同时运行中可以方便地调节锅炉排烟温度。缺点是低压省煤器传热温压小于串联法，传热面积增大。

针对两种防腐和接入法，并结合我公司汽机回热加热系统的实际情况，以及布袋除尘器对进口烟气温度的上下限制，低压省煤器只能采用有限防腐、并联法。低压省煤器首先与冷渣器水冷管排串联，然后并接在1#、2#低压加热器两端。低压省煤器的参数设计为：进口烟温165—175℃、出口烟温110℃、进口水温为35℃，出水温度为75℃。

5、节能效果

设流经低压省煤器的凝结水量为Dd[Kg/s]，相对1kg新蒸汽的份额为ad=Dd/D，该份额凝结水在低压省煤器中吸收余热，升温后携带热焓td通过并接在低压加热器上返回汽机回热加热系统。

低压省煤器并接在1#、2#低压加热器组两端，根据再热机组等效热降理论分析计算，整个热力系统获得的作功收益为：

△H=ad[(td-t2)*η3+τ2*η2+τ1*η1]

低压省煤器使热力系统经济性相对提高：

δη=△H/H+△H8*100%

考虑到冷渣器通过的凝结水份额ad已经有一个设计值65%，现取65%进行节能效果核算，低压省煤器出口温度为75℃时，系统热经济性相对提高1.383%，假设每台机组年利用小时数为5000小时，燃用设计煤种，该机组每年消耗原煤40万吨，一年可节约原煤5540吨，折合人民币约183万元(每吨原煤按330元算)。

6、结论

利用低压省煤器技术吸收循环流化床锅炉烟气余热，一方面可以切实提高机组效率，另一方面可以调整烟气参数，最大限度的满足布袋除尘器的需要，提高布袋除尘器的使用效果和使用寿命，是一个投入少、产出高且技术比较成熟的环保节能改造方案，可以在流化床锅炉中大力推广使用。

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