余热省煤器在300MW机组运用的可行性分析
降低锅炉的排烟温度是解决节能问题的一个重要的手段本文采用在锅炉的尾部烟道加装余热省煤器的方法来降低锅炉的排烟温度这种方法被证明是一种降低锅炉排烟温度提高锅炉效率减少标准煤耗的一种非常有效的方法
1 结论
1.1 降低锅炉排烟温度的意义
在电厂中锅炉的排烟余热（即锅炉的排烟温度高）问题一直是一个难题
因为仅仅锅炉的排烟温度高这一项损失所造成的能源消耗就相当可观而在我国大批设计温度较高运行时间较长的锅炉运行机组排烟温度最高可达 200℃左右而一般的锅炉的排烟温度在 120℃～140℃左右因此我国的锅炉排烟温度可以降低的幅度很大相应的可以降低的标准煤耗的数量也是很可观的在一般的锅炉排烟温度下锅炉排烟也是个潜力很大的余热源可以利用很多新的技术和设备降低锅炉的排烟温度
1.2 降低锅炉排烟温度的方法
降低锅炉的排烟温度可以从尾部烟道也就是锅炉的尾部受热面方面来考虑省煤器与空气预热器布置在锅炉烟道的最后进入这两种受热面的烟气温度也最低所以统称它们为尾部受热面或低温受热面 从锅炉的尾部受热面方面来考虑降低锅炉的排烟温度（从节能的角度看可以等同于减少换热面积）的方法可以总结为以下三个方面
（1）尾部受热面结构优化
（2）提高现有换热器的换热能力
（3）增加新的受热面降低锅炉的排烟温度
下面分别介绍这三个方法
1.2.1 尾部受热面结构优化
在锅炉的尾部对流受热面中空气预热器传热量较少但是传热面积却比过热器的传热面积大的多由于空气预热器烟气侧和空气侧的对流换热系数都比较低因此传热系数相当低空气预热器又处于烟气流程中温度最低的部位传热温压也比其他受热面小的多因此尾部受热面尤其是空气预热器的设计和布置问题是一个关系到节省锅炉钢材降低锅炉造价的重要经济问题可以着重从省煤器和空气预热器的结构参数优化为了提高省煤器和空气预热器设计的经济性减少传热面积降低金属耗量就必须最大限度的提高它们的传热系数和增大传热温压
1.2.2 提高换热器的换热能力
在提高现有换热器的换热能力方面目前使用较多的是螺旋翅片管螺纹管热管等等其中螺旋翅片管和螺纹管采用的方法是扩展受热面面积从而强化传热达到节能的目的热管是依靠自身内部液体的相变来实现传热的传热元件其具有很高的导热性优良的等温性等其他传热元件所没有的性能
1.2.3 增加新的受热面（即在锅炉尾部安装余热省煤器）
为了减少排烟损失降低排烟温度节约能源提高电厂的经济性可在锅炉尾部增加安装余热省煤器余热省煤器内部流过的介质是凝结水泵供出的低压凝结水凝结水在余热省煤器内吸收排烟热量降低排烟温度自身被加热升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统代替部分低压加热器的作用是汽轮机热系统的一个组成部分余热省煤器将节省部分汽轮机的回热抽汽在汽轮机进汽量不变的情况下节省的抽汽从抽汽口返回汽轮机继续膨胀做功因此在燃料消耗量不变的情况下可获得更多的发电量
2系统
采用在锅炉尾部装设余热省煤器回收排烟热量将烟温由设计排烟温度降低到适合于脱硫系统需要的入口温度实现深度节能
2.1 系统布置
余热省煤器布置在空预器之后引风机之前受热面采用错列管排逆流布置烟气自高温段向低温段冲刷省煤器蛇形管束余热省煤器与主回水成并联布置其进口水取自低压加热器系统设计特定的进水方式与电调阀配合可实现余热省煤器进水量的切换与调整进入余热省煤器的凝结水吸收排烟热量后在#6 低加入口凝结水管路与主凝结水汇合实现排烟余热的梯级利用
由凝结水系统流来的低压加热器主凝结水经余热省煤器低温段入囗集箱进入余热省煤器经蛇形管排流入出囗集箱然后经一凝结水母管汇集后返回#6低加出口凝结水管路
2.2 系统特点
采用这种布置方式的缺点是无法利用烟气温度降低带来的提高电气除尘器运行效率减少引风机和增压风机功率的好处其次其布置位置远离主机用于降低烟气温度的凝结水管道也较长凝结水泵需克服的管道阻力及电耗也更高
由于凝结水经过两级串联受热面加热提高了回水温度节省了高品质的回热抽汽产生较高的节能效果另外凝结水经过低温段提升温度后进入高温段可使高温段的壁温高于烟气露点避免了余热省煤器受热面发生低温腐蚀保证了余热省煤器的安全可靠性
由于实现了介质烟气的逆向流动一方面可大大提高余热省煤器的传热系数减小了布置占用空间另一方面可使排烟温度的降低不受介质出口水温的限制最大限度地降低排烟温度
余热省煤器高低温段在设计分水流量下可降低排烟温度至88℃以下通过调节余热省煤器的进水流量和温度实现降低排烟温度的效果
3 方案的优点
3.1 降低了排烟温度余热回收后提高了机组循环热效率降低了煤耗率可以降低排烟温度30-40℃可以实现很大的经济效益
3.2 把余热省煤器设置在引风机之前在显着降低锅炉排烟温度的同时可以使烟气体积流量减小引风机的电耗降低保证了引风机的负荷
3.3 把锅炉的余热利用与汽轮机的回热系统巧妙地结合起来对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响由于余热省煤器布置于锅炉的最后一级受热面（下级空预器）的后面因此它的传热行为对于锅炉的一切受热面的传热均不发生影响因此既不会降低入炉热风温度而影响锅炉燃烧也不会使空气预热器的传热量减少从而反弹排烟温度的降低效果
3.4 对于尾部烟气脱硫来说创造了锅炉脱硫系统长期连续高效安全运行的烟气温度条件进入脱硫系统之前烟温已经得到大幅度降低如果脱硫系统之前需要喷水降温则采用余热省煤器之后完全可以把脱硫系统之前的喷水降温停用节约了水资源节约了厂用电
3.5 具有良好的煤种和季节适应性
锅炉的余热省煤器的出口烟气温度可以根据季节和煤质进行调节以实现节约煤耗和防止低温腐蚀的综合要求
3.6 具有良好的负荷适应性
余热省煤器的单位标煤节省量在锅炉低负荷运行时并不降低仍然可以保持较高的运行经济性这一点对于长期处于低负荷运行的机组是非常有利的也是任何其他降低排烟温度的方法都不可以实现的
3.7 采用余热省煤器对于提高机组的综合运行可靠性具有重要意义既可以避免原高压省煤器的水冲击及管束振动（若采用增加原高压省煤器换热面积的方法）又可以优化汽轮机抽汽回热系统提高系统的可靠性
3.8 装设余热省煤器实际上减少了抽汽量增大了汽机通流部分的通流量所以可以改善流场的充满度减少流动损失提高低压部分的内效率
4 结论
可见安装余热省煤器是降低锅炉排烟温度提高锅炉效率减少标准煤耗的一种非常有效的方法在国家提倡节能减排的今天有着更加广阔的发展空间
