300MWCFB锅炉余热利用系统研究

3．２方案参数要求

根据锅炉实际运行现状以及设计原则，在低压省煤器的优化设计中应考虑以下约束条件:

1)出水温度约束。出口水温应低于低压省煤器的入口烟温θ'。此外，出口水温应低于所排挤第i级低加抽汽的出口凝结水温度t″i。因此，低压省煤器出口水温t″d需满足:t″d≤min{θ'，t″i}。

2)烟气流速约束。当烟气流速过大，会增加对低压省煤器管壁的磨损，而烟气流速过小，会造成省煤器管间积灰。应根据低压省煤器管壁的抗磨损以及积灰程度确定烟气流速wy在合理区间内:wminy≤wy≤wmaxy。

3)最大介质焓升约束。当低压省煤器与回热系统并联连接时，为确保省煤器引出点下一级低压加热器的抽气量不出现负值，需保证低压省煤器出口水的焓值h″d与低压省煤器引出点上一级低压加热器出口水的焓值h'i之和低于引出点下一级低压加热器出口水焓值hi″+1，即βh″d+(1－β)hi″＜hi″+1，其中，β为分水系数。

3．3设计方案提出

当考虑低温腐蚀问题时，低压省煤器进出口采用“两点取水，一点回水”的水温调节方式，即由低压加热器引出2路不同温度凝结水，通过调节2路凝结水的混合比例，可避免低负荷下低压省煤器入口水温过低，出现低温腐蚀。由于设计低压省煤器布置于除尘器前，烟气中灰浓度较高，综合考虑烟道可利用空间、烟气侧增加的流动阻力以及积灰和磨损，低压省煤器管束采用H型鳍片管顺列布置较为合理。由表2可知，4号低加抽汽温度为156.2℃，4号低加出口水温为124.0℃，表明排烟余热只能用

于加热4～6号低压加热器之间凝结水。因此，提出3个低压省煤器方案进行烟气余热的回收，具体连接方案如图2所示。

方案1:分别从6号低压加热器的进、出口取水汇集后，引入低温省煤器入口，再从低温省煤器出口引至5号低压加热器的出口;方案2:分别从6号低压加热器的进口和5号低压加热器的出口取水汇集后，引入低温省煤器入口，再从低温省煤器出口引至4号低压加热器的进口;方案3:分别从5号低压加热器的进、出口取水汇集后，引入低温省煤器入口，再从低温省煤器出口引至4号低压加热器的进口。

4、低压省煤器热经济性分析

4．1热经济性计算方法

由于低压省煤器与回热系统连接方式直接影响到机组运行的经济性。本文利用等效焓降法对不同连接方式下的经济性进行分析，具体方法是:将低压省煤器吸收的排烟余热作为纯热量引入回热系统，而锅炉产生lkg新汽的能耗不变，在这个前提下，系统所有排挤抽汽所增发的功率都将使汽轮机效率提高。1kg汽轮机新汽，其全部做功量称为新汽等效焓降，记为H。所有排挤抽汽所增发功量称为等效焓降增量，记为ΔH，计算公式为

式中，d为机组汽耗率，kg/kWh;ηjd为汽轮机电效率，%;τj为所绕过的各低加工质焓升，kJ/kg;ηj为所绕过的各低加抽汽效率，%。热耗率降低Δq按下式计算:

式中，q为机组热耗率，kg/kWh。

发电煤耗b为

式中，qnet，ar为燃煤低位发热量，kJ/kg;ηcp为全厂热效率，%。机组降低煤耗量Δb为

式中，ηg、ηb分别为管道效率和锅炉效率。

4．2酸露点计算方法

在300MW工况下，锅炉排烟温度为140℃，为了保证余热回收装置的安全运行，防止排烟温度过低对低压省煤器受热面的腐蚀，需对烟气酸露点进行计算，我国燃煤锅炉烟气酸露点计算普遍采用1973年前苏联出版的《锅炉机组热力计算标准方法》中的公式。

式中，tp为烟气酸露点温度，℃;tld为烟气水露点温度，℃;α(H2O)为水蒸气体积占烟气体积的百分数，%;αfh为飞灰占总灰量的份额，%;Sn和An分别为燃料的折算硫分和灰分，采用如下公式进行计算。

式中，Sar、Aar为燃料的收到基含硫量、灰分，%。

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