節能技術之二十二
——鍋爐暖風器運行節能技術

鍋爐暖風器布置在空氣預熱器進口風道中，是一種利用蒸汽為熱源加熱空氣的氣-汽熱交換器，其基本功能是利用汽輪機抽汽加熱鍋爐進風，將加熱的空氣輸送進空氣預熱器，提高空氣預熱器的進口空氣溫度，進而提高受熱面的壁溫，以防止發生低溫腐蝕。

問題提出：從熱力學觀點看，暖風器采用汽輪機抽汽加熱空氣對機組煤耗會產生2個截然相反的變化：一方面是空氣預先加熱，進入空氣預熱器的風溫升高，引起鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率相應降低，煤耗增加；另一方面是汽輪機回熱程度得以提高，冷源損失減少，同時進風溫度升高，引起鍋爐輸入熱量增加，煤耗降低。但總體而言，暖風器投入運行后機組煤耗增加，其運行應以解決低溫腐蝕為主要目的。鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕主要與受熱面壁溫、燃用煤種等因素有關，一般要求控制綜合冷端平均溫度(即鍋爐排煙溫度和入口空氣溫度的算術平均值)實測值略高于理論值即可。實際運行中機組的負荷、環境溫度是變化的，煤種也是變化的，因此所控制的綜合冷端平均溫度必然是一個變化值，這就要求暖風器能夠對進風溫度實現可控制、可調節。目前暖風器系統設計中，基本沿用了疏水罐泵至除氧器的設計思路，暖風器投入之后，很少對進風溫度進行調節，這樣當機組在較高負荷運行，或環境溫度較高時，鍋爐進風溫度偏高，造成不必要的煤耗浪費。

問題提出：從熱力學觀點看，暖風器采用汽輪機抽汽加熱空氣對機組煤耗會產生2個截然相反的變化：一方面是空氣預先加熱，進入空氣預熱器的風溫升高，引起鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率相應降低，煤耗增加；另一方面是汽輪機回熱程度得以提高，冷源損失減少，同時進風溫度升高，引起鍋爐輸入熱量增加，煤耗降低。但總體而言，暖風器投入運行后機組煤耗增加，其運行應以解決低溫腐蝕為主要目的。鍋爐尾部受熱面的低溫腐蝕主要與受熱面壁溫、燃用煤種等因素有關，一般要求控制綜合冷端平均溫度(即鍋爐排煙溫度和入口空氣溫度的算術平均值)實測值略高于理論值即可。實際運行中機組的負荷、環境溫度是變化的，煤種也是變化的，因此所控制的綜合冷端平均溫度必然是一個變化值，這就要求暖風器能夠對進風溫度實現可控制、可調節。目前暖風器系統設計中，基本沿用了疏水罐泵至除氧器的設計思路，暖風器投入之后，很少對進風溫度進行調節，這樣當機組在較高負荷運行，或環境溫度較高時，鍋爐進風溫度偏高，造成不必要的煤耗浪費。

推薦方法：暖風器系統分汽側調節和水側調節2種方式調節進風溫度，其中汽側調節方式調整設置在暖風器蒸汽進口的進汽調整閥開度，水側調節方式調整設置在暖風器疏水出口的疏水調整閥開度。相對于汽側調節方式而言，水側調節方式一方面疏水溫度遠遠低于相應進汽壓力的飽和溫度，最低可接近暖風器出風溫度，熱能利用率高；另一方面蒸汽壓力僅僅需要滿足疏水系統流動的動力要求，有利于選擇更低壓力的蒸汽汽源，提高汽輪機抽汽回熱效率。因此暖風器運行時推薦選擇水側調節方式。

應用實例：以300 MW機組為例，在滿足避免鍋爐低溫受熱面腐蝕情況下，某運行工況暖風器進出口風溫度升為15 ℃即可，如果不對暖風器風溫度進行控制調節，理論計算表明，進出口風溫度每升高5 ℃，發電煤耗增加約0.3 g/kWh；在采用疏水側調節方式下，若暖風器汽源由傳統的4段抽汽改至5段抽汽，理論計算表明，機組煤耗降低約0.12 g/kWh。

建議：建議根據前蘇聯熱工所(BTN)1973年標準方法計算鍋爐實際燃用煤種的綜合冷端平均溫度理論值，暖風器投入運行后通過調整設置在暖風器疏水出口的疏水調整閥開度，調整鍋爐進風溫度，以保證綜合冷端平均溫度實測值略高于理論值，而不能簡單以空氣預熱器冷端空氣溫度或環境溫度為依據。同時在滿足加熱風溫和汽輪機可供抽汽條件下，盡可能使綜合冷端平均溫度實測值與理論值的差值盡可能小，并且采用較低壓力的抽汽為暖風器汽源，以達到節能降耗的目的。