齊 玄

（河南省電力勘測設(shè)計院，鄭州 450007）

1 背景

對燃煤發(fā)電機(jī)組而言，排煙損失是鍋爐熱損失中最大的一項。大中型電站鍋爐在正常運行時，排煙損失占到鍋爐燃料輸入熱量的4%～8%；而排煙溫度每降低15℃～25℃，就可提高鍋爐效率1%左右。

隨著國家對節(jié)能日益重視，尤其是國家發(fā)改委等三部委《關(guān)于印發(fā)〔煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃（2014-2020年）〕的通知》（發(fā)改能源[2014]2093號）的出臺，行業(yè)越來越重視由于排煙溫度高而造成的能源浪費問題。大量電廠已經(jīng)開始利用煙氣余熱回收裝置，使煙氣的溫度再降低20℃～50℃，并取得了一定的成效。

本文通過對某2×600MW機(jī)組加裝低溫省煤器進(jìn)行煙氣余熱回收利用改造項目的研究論述，簡要指出了煤種對燃煤電廠加裝低溫省煤器位置選擇的影響。

2 位置選擇

根據(jù)目前電廠加裝低溫省煤器的情況，設(shè)備一般布置于三個地方：靜電除塵器前、除塵器后引風(fēng)機(jī)前、引風(fēng)機(jī)后脫硫塔前。

2.1 引風(fēng)機(jī)后脫硫塔前區(qū)域的技術(shù)特點

（1）最大化的利用煙氣溫降

低溫省煤器布置在引風(fēng)機(jī)后至脫硫裝置前，可充分利用引風(fēng)機(jī)溫升。

由于目前大多電廠采用三合一風(fēng)機(jī)，一般為雙級動葉可調(diào)軸流式引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高（1490r/min）。煙氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)有明顯的溫升，實際可達(dá)到10℃～15℃。即使考慮到除塵器的漏風(fēng)，引風(fēng)機(jī)后的煙氣溫度還是比除塵器入口煙氣溫度要高。由于脫硫塔入口最佳的煙氣溫度約為80℃，此溫度一般低于煙氣的酸露點，吸收塔需要進(jìn)行防腐處理。在對吸收塔入口煙道處理的同時，可以將低溫省煤器后的煙氣溫度降低到90℃左右，最大化的提高煙氣余熱利用。該方案比低溫省煤器布置在除塵器前的方案可多利用煙氣余熱。

（2）最小的管道磨損

經(jīng)過除塵器收塵，煙氣余熱回收裝置的工作環(huán)境含塵少，對換熱管道的磨損較小，運行風(fēng)險大為降低。

（3）最大量地節(jié)約脫硫用水

結(jié)合感潮河段沿江引水閘過閘流量自動控制的策略分析及自身工程情況，高港節(jié)制閘基于監(jiān)控系統(tǒng)，運用系統(tǒng)組態(tài)，編寫自動控制程序，實現(xiàn)了過閘流量的自動控制。

對于濕法脫硫，由于脫硫裝置入口煙溫降低，蒸發(fā)水分少，可節(jié)約脫硫用水。

（4）引風(fēng)機(jī)功耗增加

加裝低溫省煤器后，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力增加約400Pa，引風(fēng)機(jī)的功耗將增加3%～4%。

2.2 靜電除塵器前區(qū)域的技術(shù)特點

（1）提高除塵器的除塵效率

低溫省煤器布置于靜電除塵器前，一般可將煙溫降低到煙氣酸露點左右。由于溫度的降低，煙氣體積減少，對除塵器的效率有好的影響。另外，由于溫度的下降，一些煤種的灰比電阻也會顯著下降（有些可降低兩個數(shù)量級），除塵器的除塵效率會大幅增加。

（2）引風(fēng)機(jī)功耗略有減少

加裝低溫省煤器，由于煙氣量減少，煙風(fēng)系統(tǒng)阻力會降低，即使考慮低溫省煤器400Pa的阻力，整個煙風(fēng)系統(tǒng)的阻力也會略微減少。

（3）節(jié)約脫硫用水

對于濕法脫硫，可節(jié)約一定量的脫硫用水。

（4）下游設(shè)備的腐蝕問題

由于煙氣溫度降低到酸露點附近，鑒于機(jī)組燃用的煤種變化較大，且考慮到除塵器的漏風(fēng)，可能會出現(xiàn)下游煙氣溫度大大低于煙氣酸露點的情況。因此，應(yīng)密切關(guān)注下游設(shè)備（如靜電除塵器），特別是引風(fēng)機(jī)及煙道的腐蝕問題。

（5）設(shè)備的磨損較嚴(yán)重

除塵器前煙氣中的含塵量較高，低溫省煤器設(shè)計應(yīng)充分考慮管道磨損情況。已經(jīng)出現(xiàn)有些機(jī)組的低溫省煤器的管道被磨穿的情況，造成設(shè)備故障。

2.3 位置選擇

低溫省煤器應(yīng)該依據(jù)項目的具體情況，特別是燃用的煤種情況，選擇合適的安裝位置。

如燃用灰分較高且灰比電阻變化不大的煤種，建議低溫省煤器布置于引風(fēng)機(jī)后脫硫塔前的區(qū)域內(nèi)，可充分利用煙氣余熱，達(dá)到節(jié)能的目的

如燃用灰分較低、含硫量較低且灰比電阻比較大的煤種，建議低溫省煤器可布置于靜電除塵器前面，既可利用煙氣余熱，有一定的節(jié)能效果，也可以提高除塵器的除塵效率，達(dá)到一定的環(huán)保效果。

3 某項目改造過程

3.1 項目概況

該項目現(xiàn)有兩臺600MW級燃煤發(fā)電機(jī)組，鍋爐為某公司生產(chǎn)的DG-1900/25.4-II1型超臨界變壓直流爐，工程于2008年投入商業(yè)運行。鍋爐原設(shè)計的排煙溫度為122℃。由于目前燃用的煤種和原設(shè)計煤種差別較大，目前排煙溫度在135℃左右。

采用由浙江某環(huán)?？萍脊煞萦邢薰旧a(chǎn)的雙室四電場靜電除塵器，煙氣流通面積2×470.4m2，保證除塵效率≥99.65%，原電場均設(shè)置有高頻電源。原設(shè)計除塵器出口粉塵濃度≤50mg/Nm3，但由于實際煤種偏離設(shè)計值較大，且由于設(shè)備運行時間較長，除塵器的效率下降，出口實際的排放濃度在100mg/Nm3左右。

項目采用石灰石濕法脫硫系統(tǒng)，一爐一塔方案，系統(tǒng)設(shè)置有增壓風(fēng)機(jī)和煙氣換熱器（GGH）。燃用的實際煤種為混煤，由煙煤和貧煤進(jìn)行摻混?；旌虾蟮膶嶋H煤種熱值約為4636kcal/kg，干燥無灰基揮發(fā)分Vdaf =23.94%，收到基灰分Aar = 32.17%。80℃時灰比電阻為9.5×1011Ω·cm，100℃時為4.2×1012Ω·cm，120℃時為7.1×1012Ω·cm。

3.2 改造過程

該工程2013年底進(jìn)行煙氣余熱系統(tǒng)利用改造，出于提高除塵器的除塵效率、降低除塵器出口粉塵濃度的目的，在靜電除塵器的入口加裝了低溫省煤器。由于脫硫系統(tǒng)設(shè)置有GGH，低溫省煤器設(shè)計的煙氣溫度從135℃降低到105℃。

從8號低加進(jìn)口抽取凝結(jié)水，引入煙氣余熱回收裝置，利用煙氣的余熱加熱凝結(jié)水，被加熱后的凝結(jié)水引回，進(jìn)入6號低加入口?？梢越档蜆?biāo)煤耗1.5g/kWh。

改造項目于2014年1月完成，總工期約50天。2014年2月，電廠委托省級電力試驗研究院對除塵器進(jìn)行監(jiān)測，并出具了試驗報告。

3.3 試驗結(jié)果

（1）低溫省煤器投入時

機(jī)組在597MW負(fù)荷，低溫省煤器投入時，電除塵器在停運一個電場（A除塵器右室四電場由于故障停運）、其余電廠全投供電區(qū)情況下運行，A、B電除塵器除塵效率分別為99.628%、99.638%，實際處理煙氣量分別為145.87×104m3/h、143.76×104m3/h，漏風(fēng)率分別為2.17%、2.09%，實際煙風(fēng)系統(tǒng)阻力分別為205Pa、190Pa。

電除塵器正常投運時，A、B電除塵器折算最高煙塵排放濃度分別為97.29mg/Nm3、95.51mg/Nm3。

（2）低溫省煤器未投入時

機(jī)組在594MW負(fù)荷，低溫省煤器退出時，電除塵器在停運一個電場（A除塵器右室四電場由于故障停運）、其余電廠全投供電區(qū)情況下運行，A、B電除塵器除塵效率分別為99.619%、99.632%，實際處理煙氣量分別為151.25×104m3/h、149.96×104m3/h，漏風(fēng)率分別為2.18%、2.10%，實際煙風(fēng)系統(tǒng)阻力分別為215Pa、200Pa。

電除塵器正常投運時，A、B電除塵折算最高煙塵排放濃度分別為102.63mg/Nm3、99.10mg/Nm3。

（3）試驗結(jié)論

試驗結(jié)果表明，加裝低溫省煤器后，除塵器效率、除塵器出口粉塵濃度等指標(biāo)均有改善，A、B電除塵出口粉塵排放濃度分別降低了5.34mg/Nm3、3.59mg/Nm3，效果不明顯。

4 結(jié)論

通過該電廠的改造表明，燃煤的煤質(zhì)情況對低溫省煤器的位置選擇有較大的影響。如果考慮環(huán)保效益，則需特別考慮灰比電阻的數(shù)值。如灰比電阻在130℃～80℃降低不多，則不建議將低溫省煤器布置于靜電除塵器前的區(qū)域內(nèi)。