太原市熱力公司東山熱源廠增設(shè)省煤器節(jié)能研究

于 蕾

(太原市熱力設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030012)

·環(huán)保·節(jié)能·

太原市熱力公司東山熱源廠增設(shè)省煤器節(jié)能研究

于 蕾

(太原市熱力設(shè)計(jì)有限公司，山西 太原 030012)

結(jié)合太原市熱力公司東山熱源廠的供熱現(xiàn)狀，提出了在鍋爐空氣預(yù)熱器后并聯(lián)省煤器的節(jié)能改造措施，在通常的大流量小溫差的運(yùn)行方式下，通過調(diào)節(jié)閥控制經(jīng)過省煤器的流量，既達(dá)到了降低排煙溫度回收熱量的目的，又保障了鍋爐以正常流量運(yùn)行。

省煤器，并聯(lián)，節(jié)能

太原市位于山西省中部，太原盆地北端，地跨汾河兩岸，是石太、太焦、太嵐、同蒲鐵路的交匯點(diǎn)，太舊高速公路的起點(diǎn)。其東接陽泉，北鄰忻州，西靠呂梁，南連榆次。其地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°30′～113°09′，北緯32°27′～38°25′之間，地處山西高原中部，太原盆地北端。南北最長(zhǎng)處約107 km，東西最寬處約144 km，總疆界長(zhǎng)達(dá)563 km，總面積為6 988 km2，市區(qū)面積1 460 km2。

太原市是山西省省會(huì)，是全省的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、交通中心，是華北地區(qū)重要的中心城市之一。太原位于我國(guó)中、西、東三大經(jīng)濟(jì)帶結(jié)合部，在國(guó)家實(shí)行西部大開發(fā)的戰(zhàn)略中具有承東啟西的區(qū)位優(yōu)勢(shì)。根據(jù)太原市城市總體規(guī)劃確定城市性質(zhì)為：山西省省會(huì)，中部地區(qū)重要的中心城市，全國(guó)重要的新材料和先進(jìn)制造業(yè)基地，歷史悠久的文化古都。

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃綱要明確提出：“落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國(guó)策，建設(shè)低投入，高產(chǎn)出，低能耗，少排放，能循環(huán)，可持續(xù)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系和資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。強(qiáng)化能源節(jié)約和高效利用的政策導(dǎo)向，加大節(jié)能力度。”

1 太原市熱力公司東山熱源廠供熱現(xiàn)狀

太原市東山煤礦自備電廠建設(shè)的2×12 MW供熱發(fā)電機(jī)組，設(shè)計(jì)供熱能力為110萬m2；太原市東山大型調(diào)峰熱源廠工程建設(shè)的3×64 MW大型鍋爐房，設(shè)計(jì)供熱能力為300萬m2。現(xiàn)兩熱源已實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行，已建成投運(yùn)熱力站62座，實(shí)現(xiàn)供熱面積494萬m2。一次管網(wǎng)設(shè)計(jì)供、回水溫度為130 ℃/70 ℃，設(shè)計(jì)壓力為2.5 MPa。

1)太原市東山煤礦自備電廠配套的供熱管網(wǎng)主要解決東山地區(qū)紅溝北街北側(cè)區(qū)域的冬季供熱負(fù)荷。

太原市東山集中供熱工程為兩級(jí)換熱三級(jí)管網(wǎng)系統(tǒng)。蒸汽管網(wǎng)主干線DN600從東山電廠西圍墻引出向西沿東山煤礦鐵路專用線南側(cè)至490庫東側(cè)向北穿越太壽公路，沿北沙河南岸向西至490庫大門對(duì)面熱網(wǎng)換熱站。高溫?zé)崴淮喂芫W(wǎng)DN450從熱網(wǎng)換熱站引出向南沿規(guī)劃的太行北路至五龍口街，并沿五龍口街向西至雙塔北路后南拐到太原火車站東側(cè)。

2)太原市東山大型熱源廠配套的供熱管網(wǎng)主要解決上馬街以南、橋東街以北、五一路—并州路以東區(qū)域東山地區(qū)以及兒童醫(yī)院、塑料公司范圍內(nèi)的冬季供熱負(fù)荷。

東山大型調(diào)峰熱源廠供熱管網(wǎng)主干線從傘兒樹熱源廠西圍墻引出，向西與位于太行路的現(xiàn)狀東山集中供熱管網(wǎng)主干線相連，管徑700，兩網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。同時(shí)沿五龍口街敷設(shè)一條主干線，管徑600，從規(guī)劃的太行路到建設(shè)路。敷設(shè)有三條支干線，分別為五一東街支干線DN600～DN400、南官坊街支干線DN350、小溝坡東街支干線DN350。

2 改造原因

太原市熱力公司東山熱源廠現(xiàn)有3臺(tái)64 MW鏈條熱水鍋爐(QXL64-1.6/130/70-P)，其中2臺(tái)為北京巴威公司產(chǎn)品，一臺(tái)為南通鍋爐廠產(chǎn)品，但3臺(tái)鍋爐的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相同。自2003年開始投產(chǎn)，鍋爐運(yùn)行基本正常，現(xiàn)3臺(tái)鍋爐供熱面積已達(dá)350萬m2，年耗煤8.3萬t。2012年完成脫硫除塵技術(shù)改造，新增布袋除塵和石灰石—石膏法脫硫裝置，滿足了煙氣排放的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但鍋爐的能耗仍然較高，經(jīng)測(cè)試，鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率在70%左右，遠(yuǎn)低于原設(shè)計(jì)效率83%，其中突出的是排煙溫度一般在170 ℃～180 ℃左右，有較大的節(jié)能潛力。同時(shí)，該溫度已超出濾袋使用的允許范圍，危及布袋除塵器的壽命和安全。除塵器采用的是聚苯硫醚(PPS)布袋，濾袋允許連續(xù)使用溫度為160 ℃，短期最高允許使用190 ℃，現(xiàn)排煙溫度已達(dá)170 ℃～180 ℃，難以保障連續(xù)運(yùn)行5個(gè)采暖期的壽命，應(yīng)立即采取降溫措施，否則經(jīng)濟(jì)損失巨大，而且有可能造成停爐和環(huán)境事故。降低排煙溫度是目前鍋爐節(jié)能減排的趨勢(shì)，其中一個(gè)主要原因是目前的煤價(jià)高漲，而鋼材相對(duì)較低，長(zhǎng)期節(jié)能的收益比一次投入鋼材的成本大得多。根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的政策精神，通過增設(shè)省煤器來降低排煙溫度。

3 改造內(nèi)容

在鍋爐空氣預(yù)熱器出口后增設(shè)一級(jí)省煤器，新增省煤器和進(jìn)出水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作壓力均為1.6 MPa。

流程見圖1(圖中粗實(shí)線所示為增設(shè)省煤器技術(shù)改造部分)。

煙氣行程：從2組空氣預(yù)熱器出來的煙氣，分別經(jīng)水平進(jìn)口煙道拐90°垂直下行通過2組省煤器管束，再折90°水平進(jìn)入出口煙道，最后合并匯入原有的除塵器入口煙道。省煤器采用3 m長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)方形鰭片鑄鐵管，φ76×8 mm，橫向12排，縱向10排，2組共計(jì)240根，換熱面積為1 077.6 m2，流通面積4.416 m2。水流程：回水總管(φ630)→各省煤器進(jìn)水連接管(φ219)→省煤器進(jìn)水集箱(φ273)→省煤器管束(φ76，12×10根)→省煤器出口集箱(φ273)→出水連接管(φ219)→出水母管(φ273)→出水總管(φ630)。在省煤器出水母管上裝有流量計(jì)，并設(shè)置調(diào)節(jié)閥。省煤器管的總流通面積為0.067 86 m2，流速控制在0.5 m/s～2.0 m/s，即流量范圍為120 t/h～500 t/h。省煤器進(jìn)出水母管及省煤器集箱采用φ273×8 mm的熱軋無縫鋼管，省煤器管的進(jìn)水和出水連接管采用φ219×8 mm的熱軋無縫鋼管。與常規(guī)省煤器串聯(lián)到鍋爐本體的布置相比，這種省煤器受熱面與鍋爐本體受熱面并聯(lián)布置的優(yōu)點(diǎn)是：在通常的大流量小溫差的運(yùn)行方式下，可以通過調(diào)節(jié)閥控制經(jīng)過省煤器的流量，這樣既可達(dá)到降低排煙溫度回收熱量的目的，又能保障鍋爐以正常流量運(yùn)行。省煤器也可根據(jù)需要，調(diào)小流量增加溫升，將出水直接給二次管網(wǎng)供熱。

4 改造效果

增設(shè)省煤器后布袋的工作溫度在126 ℃左右，遠(yuǎn)低于允許的160 ℃，可大大提高布袋的使用壽命；煙氣體積減少約10%，布袋過濾風(fēng)速降低有助于除塵效率的提高，能耗也有一定程度的減少。

新增省煤器的阻力增加約350 Pa，約占總阻力的8.3%，引風(fēng)機(jī)能耗相應(yīng)增加8.3%，但煙溫降低44 ℃，煙氣流量減少10%以上，引風(fēng)機(jī)的能耗也隨之減少10%以上，故總的效果是引風(fēng)機(jī)能耗下降。

新增省煤器和鍋爐本體并聯(lián)布置，減少了系統(tǒng)阻力，循環(huán)水泵能耗有所降低。

5 結(jié)語

太原市東山熱源廠集中供熱節(jié)能技術(shù)改造工程對(duì)實(shí)現(xiàn)太原市的節(jié)能減排目標(biāo)，提高人民生活水平，節(jié)約能源，提高能源利用，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)和節(jié)約型企業(yè)具有重大意義。節(jié)約能源是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期戰(zhàn)略方針，節(jié)約能源不僅是為了緩解能源供需矛盾，更是為了促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康、快捷地發(fā)展和保護(hù)環(huán)境，以及促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

節(jié)約能源是指加強(qiáng)用能管理，技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會(huì)可以承受的措施，從能源生產(chǎn)到消費(fèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)，降低消耗，減少損失和污染物排放，制止浪費(fèi)，有效、合理地利用能源。

本改造工程完成后，東山熱源廠每年可節(jié)約煤約3 670 t，全年節(jié)水3萬t，每年可減少二氧化硫排放量7 600 t。節(jié)能、環(huán)保和社會(huì)效益十分顯著。

[1] 奚士光.鍋爐及鍋爐房設(shè)備[M].第3版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

[2] 劉鶴忠.低溫省煤器在火力發(fā)電廠中的運(yùn)用探討[J].電力勘測(cè)設(shè)計(jì)，2010(8)：25-27.

Research on addition of coal economizer’s energy-saving at Dongshan Power Source Plant of Taiyuan Thermal Company

YU Lei

(Taiyuan Thermal Design Co., Ltd, Taiyuan 030012, China)

Combining with the heating supply circumstances of Dongshan Power Source Plant of Taiyuan Thermal Company, the paper points out the energy-saving measures by paralleling the coal economizer after the boiler’s air preheater, indicates the adjustment valve can be used to control the volume of the coal economizer in its large volume and small temperature differences, so as to lower the exhaust gas temperature recycled heat and ensure the boilers’ smooth volumes.

coal economizer, parallel, energy-saving

1009-6825(2014)31-0201-02

2014-08-26

于 蕾(1981- )，女，碩士，工程師

TU833.3

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