節(jié)能技術(shù)之二十二
——鍋爐暖風器運行節(jié)能技術(shù)

鍋爐暖風器布置在空氣預(yù)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(yù)熱器，提高空氣預(yù)熱器的進口空氣溫度，進而提高受熱面的壁溫，以防止發(fā)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(chǎn)生2個截然相反的變化：一方面是空氣預(yù)先加熱，進入空氣預(yù)熱器的風溫升高，引起鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率相應(yīng)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(yīng)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(guān)，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(shù)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(huán)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?qū)M風溫度實現(xiàn)可控制、可調(diào)節(jié)。目前暖風器系統(tǒng)設(shè)計中，基本沿用了疏水罐泵至除氧器的設(shè)計思路，暖風器投入之后，很少對進風溫度進行調(diào)節(jié)，這樣當機組在較高負荷運行，或環(huán)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(chǎn)生2個截然相反的變化：一方面是空氣預(yù)先加熱，進入空氣預(yù)熱器的風溫升高，引起鍋爐排煙溫度升高，鍋爐效率相應(yīng)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(yīng)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(guān)，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(shù)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(huán)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?qū)M風溫度實現(xiàn)可控制、可調(diào)節(jié)。目前暖風器系統(tǒng)設(shè)計中，基本沿用了疏水罐泵至除氧器的設(shè)計思路，暖風器投入之后，很少對進風溫度進行調(diào)節(jié)，這樣當機組在較高負荷運行，或環(huán)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(tǒng)分汽側(cè)調(diào)節(jié)和水側(cè)調(diào)節(jié)2種方式調(diào)節(jié)進風溫度，其中汽側(cè)調(diào)節(jié)方式調(diào)整設(shè)置在暖風器蒸汽進口的進汽調(diào)整閥開度，水側(cè)調(diào)節(jié)方式調(diào)整設(shè)置在暖風器疏水出口的疏水調(diào)整閥開度。相對于汽側(cè)調(diào)節(jié)方式而言，水側(cè)調(diào)節(jié)方式一方面疏水溫度遠遠低于相應(yīng)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(tǒng)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(cè)調(diào)節(jié)方式。

應(yīng)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(diào)節(jié)，理論計算表明，進出口風溫度每升高5 ℃，發(fā)電煤耗增加約0.3 g/kWh；在采用疏水側(cè)調(diào)節(jié)方式下，若暖風器汽源由傳統(tǒng)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(jù)前蘇聯(lián)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(diào)整設(shè)置在暖風器疏水出口的疏水調(diào)整閥開度，調(diào)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(yù)熱器冷端空氣溫度或環(huán)境溫度為依據(jù)。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(jié)能降耗的目的。