太原市熱力公司東山熱源廠增設省煤器節能研究

于 蕾

(太原市熱力設計有限公司，山西 太原 030012)

·環保·節能·

太原市熱力公司東山熱源廠增設省煤器節能研究

于 蕾

(太原市熱力設計有限公司，山西 太原 030012)

結合太原市熱力公司東山熱源廠的供熱現狀，提出了在鍋爐空氣預熱器后并聯省煤器的節能改造措施，在通常的大流量小溫差的運行方式下，通過調節閥控制經過省煤器的流量，既達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行。

省煤器，并聯，節能

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，太舊高速公路的起點。其東接陽泉，北鄰忻州，西靠呂梁，南連榆次。其地理坐標為東經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。南北最長處約107 km，東西最寬處約144 km，總疆界長達563 km，總面積為6 988 km2，市區面積1 460 km2。

太原市是山西省省會，是全省的政治、經濟、文化、交通中心，是華北地區重要的中心城市之一。太原位于我國中、西、東三大經濟帶結合部，在國家實行西部大開發的戰略中具有承東啟西的區位優勢。根據太原市城市總體規劃確定城市性質為：山西省省會，中部地區重要的中心城市，全國重要的新材料和先進制造業基地，歷史悠久的文化古都。

我國國民經濟和社會發展規劃綱要明確提出：“落實節約資源和保護環境基本國策，建設低投入，高產出，低能耗，少排放，能循環，可持續的國民經濟體系和資源節約型、環境友好型社會。強化能源節約和高效利用的政策導向，加大節能力度。”

1 太原市熱力公司東山熱源廠供熱現狀

太原市東山煤礦自備電廠建設的2×12 MW供熱發電機組，設計供熱能力為110萬m2；太原市東山大型調峰熱源廠工程建設的3×64 MW大型鍋爐房，設計供熱能力為300萬m2。現兩熱源已實現并網運行，已建成投運熱力站62座，實現供熱面積494萬m2。一次管網設計供、回水溫度為130 ℃/70 ℃，設計壓力為2.5 MPa。

1)太原市東山煤礦自備電廠配套的供熱管網主要解決東山地區紅溝北街北側區域的冬季供熱負荷。

太原市東山集中供熱工程為兩級換熱三級管網系統。蒸汽管網主干線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至490庫東側向北穿越太壽公路，沿北沙河南岸向西至490庫大門對面熱網換熱站。高溫熱水一次管網DN450從熱網換熱站引出向南沿規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。

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

東山大型調峰熱源廠供熱管網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狀東山集中供熱管網主干線相連，管徑700，兩網并網運行。同時沿五龍口街敷設一條主干線，管徑600，從規劃的太行路到建設路。敷設有三條支干線，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有3臺64 MW鏈條熱水鍋爐(QXL64-1.6/130/70-P)，其中2臺為北京巴威公司產品，一臺為南通鍋爐廠產品，但3臺鍋爐的設計結構相同。自2003年開始投產，鍋爐運行基本正常，現3臺鍋爐供熱面積已達350萬m2，年耗煤8.3萬t。2012年完成脫硫除塵技術改造，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家標準，但鍋爐的能耗仍然較高，經測試，鍋爐實際運行效率在70%左右，遠低于原設計效率83%，其中突出的是排煙溫度一般在170 ℃～180 ℃左右，有較大的節能潛力。同時，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，濾袋允許連續使用溫度為160 ℃，短期最高允許使用190 ℃，現排煙溫度已達170 ℃～180 ℃，難以保障連續運行5個采暖期的壽命，應立即采取降溫措施，否則經濟損失巨大，而且有可能造成停爐和環境事故。降低排煙溫度是目前鍋爐節能減排的趨勢，其中一個主要原因是目前的煤價高漲，而鋼材相對較低，長期節能的收益比一次投入鋼材的成本大得多。根據國家節能減排的政策精神，通過增設省煤器來降低排煙溫度。

3 改造內容

在鍋爐空氣預熱器出口后增設一級省煤器，新增省煤器和進出水管路系統的設計工作壓力均為1.6 MPa。

流程見圖1(圖中粗實線所示為增設省煤器技術改造部分)。

煙氣行程：從2組空氣預熱器出來的煙氣，分別經水平進口煙道拐90°垂直下行通過2組省煤器管束，再折90°水平進入出口煙道，最后合并匯入原有的除塵器入口煙道。省煤器采用3 m長的標準方形鰭片鑄鐵管，φ76×8 mm，橫向12排，縱向10排，2組共計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)→各省煤器進水連接管(φ219)→省煤器進水集箱(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，并設置調節閥。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，省煤器管的進水和出水連接管采用φ219×8 mm的熱軋無縫鋼管。與常規省煤器串聯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布置的優點是：在通常的大流量小溫差的運行方式下，可以通過調節閥控制經過省煤器的流量，這樣既可達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行。省煤器也可根據需要，調小流量增加溫升，將出水直接給二次管網供熱。

4 改造效果

增設省煤器后布袋的工作溫度在126 ℃左右，遠低于允許的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%，引風機能耗相應增加8.3%，但煙溫降低44 ℃，煙氣流量減少10%以上，引風機的能耗也隨之減少10%以上，故總的效果是引風機能耗下降。

新增省煤器和鍋爐本體并聯布置，減少了系統阻力，循環水泵能耗有所降低。

5 結語

太原市東山熱源廠集中供熱節能技術改造工程對實現太原市的節能減排目標，提高人民生活水平，節約能源，提高能源利用，構建節約型社會和節約型企業具有重大意義。節約能源是中國經濟發展的一項長期戰略方針，節約能源不僅是為了緩解能源供需矛盾，更是為了促進國民經濟健康、快捷地發展和保護環境，以及促進產業結構調整和產業升級。

節約能源是指加強用能管理，技術上可行、經濟上合理以及環境和社會可以承受的措施，從能源生產到消費的各個環節，降低消耗，減少損失和污染物排放，制止浪費，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約煤約3 670 t，全年節水3萬t，每年可減少二氧化硫排放量7 600 t。節能、環保和社會效益十分顯著。

[1] 奚士光.鍋爐及鍋爐房設備[M].第3版.北京：中國建筑工業出版社，2007.

[2] 劉鶴忠.低溫省煤器在火力發電廠中的運用探討[J].電力勘測設計，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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