加裝低溫省煤器在熱電聯產機組中的超收益應用

徐基偉

(內蒙古國華呼倫貝爾發電有限公司, 內蒙古 海拉爾 021025)

加裝低溫省煤器在熱電聯產機組中的超收益應用

徐基偉

(內蒙古國華呼倫貝爾發電有限公司, 內蒙古 海拉爾 021025)

目前電廠鍋爐加裝煙道低溫省煤器煙氣余熱利用的節能措施已經比較普遍，但隨著應用的增加，其應用效果的利弊兼有。采用新的煙氣余熱回收方式，將通過低溫省煤器回收的熱量直接加入對外供熱系統，可以大幅度提高機組的熱效率。

熱電聯產；低溫省煤器；經濟性；超收益

加裝低溫省煤器后的節能效果主要取決于，回收的煙氣余熱要遠高于排擠的抽汽和增加煙氣阻力引起的效率下降。當機組處于低負荷時，節能效果就會下降，尤其是負荷達到50%時，幾無節能效果。在電力市場低迷的狀態下，有的發電公司由于考慮到機組負荷長期處于低負荷狀態下運行，致使加裝的低溫省煤器無節能效應，而取消了加裝低溫省煤器改造項目。為此探索新的煙氣余熱利用方式，以縮短改造投資回收期，提高改造投資收益率，成為廣大火電機組研究的新課題。某電廠在進行加裝低溫省煤器改造可研過程中，結合了機組自身是供熱機組且供熱期超過8個月的特點，通過低溫省煤器回收的熱量直接加入對外供熱系統。

1 機組設備狀況

某電廠2臺600 MW為超臨界直接空冷機組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠有限責任公司型號為HG-1913/25.4-HM15，一次中間再熱、超臨界壓力變壓運行、帶內置式再循環泵啟動系統的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架、全懸吊結構、緊身封閉布置的π型鍋爐。鍋爐采用墻式切圓新型燃燒方式，主燃燒器布置在水冷壁的四面墻上，每層4只燃燒器對應1臺磨煤機。汽輪機組是由上海汽輪機有限責任公司制造的NZK600-24.2/566/566超臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、單軸、凝汽式空冷、中壓缸至低壓缸連通管打孔抽汽供熱汽輪機。

2 機組改造前概況

鍋爐投產后，排煙溫度一直偏高，影響機組的經濟性和脫硫設備的安全性。因燃煤為褐煤，水分比較高，為了保證制粉系統的干燥出力，空預器安裝的位置比較靠前，鍋爐設計的排煙溫度達到了153 ℃，在夏季實際運行中滿負荷時的實際煙溫達到170 ℃，影響機組的經濟性。同時，過高的排煙溫度也使脫硫入口煙溫超標，損壞脫硫吸收塔的襯膠。為了保護脫硫設備，夏季機組負荷只能帶到550 MW。因此，降低脫硫系統入口溫度確保脫硫系統運行安全，也是降低煙氣溫度回收余熱外考慮的一個重要因素。

3 煙氣余熱回收方案的確定

傳統的通過低溫省煤器回收的熱量以熱水的方式直接混合到某一級低加的凝結水中，這種方式雖然回收了部分煙氣余熱，但是也排擠了低壓加熱器的抽汽，使汽輪機熱效率下降，節能效果大打折扣，尤其是機組在低負荷時，節能效果更差，甚至出現增加能耗的情況。

為了提高煙氣余熱回收的效益，采用新的余熱回收方式，經煙氣加熱的水路設置兩個回路，一路為冬季工況方式、一路為夏季工況方式，如圖1所示。冬季工況方式下，經過低溫省煤器加熱的水直接進入供熱供水管路，回水自供熱回水管路引出后經循環泵再打入低溫省煤器；夏季工況方式下，熱水經通過與凝結水并聯的板式換熱器換熱后，回水經循環泵再打入低溫省煤器。夏季工況下經過低溫省煤器沒有直接混入凝結水管路而是采用板式換熱器的方式，雖然此種方式換熱效率有所損失且使投資增加了40%，但可以方便冬季、夏季工況切換。因為熱網使用的是軟化水而不是凝結水，通過板式換熱器可以避免軟化水混入凝結水中。

4 改造前后效果對比

項目改造完成后，某熱工院的進行了各工況的性能試驗，性能試驗數據見表1。

圖1 余熱回收方式

表1 不同額定負荷下試驗結果對比

1) 在夏季工況，低溫省煤器投運時，修正后的熱耗率為7 718.5 kJ/(kW·h)；低溫省煤器停運時，修正后的熱耗率為7 758.3 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運時比較停運時，熱耗率降低39.8 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低2 g/(kW·h)。

2) 在夏季450 MW負荷工況，低溫省煤器投運時，修正后的熱耗率為7 875.4 kJ/(kW·h)；低溫省煤器停運時，修正后的熱耗率為7 909.4 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運時，比較停運時熱耗率降低34 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低1.9 g/(kW·h)。

3) 在夏季300 MW負荷工況，低省投運時，修正后的熱耗率為8 189.4 kJ/(kW·h)；低省停運時，修正后的熱耗率為8 217.1 kJ/(kW·h)。低省投運時比較停運時，熱耗率降低27.7 kJ/(kW·h)，供電煤耗率增加了0.9 g/(kW·h)。

4) 在冬季550 MW工況，低溫省煤器投運串帶供熱時，修正后的熱耗率為7 669.4 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運時，比較停運時熱耗率降低88.9 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低3.6 g/(kW·h)。

5) 在冬季450 MW負荷工況，低溫省煤器投運串帶供熱時，修正后的熱耗率為7 821.3 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運時，比較停運時熱耗率降低88.1 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低3.6 g/(kW·h)。

6) 在冬季300 MW負荷工況，低溫省煤器投運串帶供熱時，修正后的熱耗率為8 270.2 kJ/(kW·h)。低溫省煤器投運時，比較停運時熱耗率降低80.8 kJ/(kW·h)，供電煤耗率降低3.4 g/(kW·h)。

5 結 語

通過試驗數據及實際運行效果的對比可以看出，在不同負荷下夏季工況的節能效果均低于冬季工況。夏季工況的節能效果，隨著負荷率的降低而逐漸下降；冬季工況下，在排除了因抽汽排擠導致的機組熱效率下降因素后，各負荷段節能效果基本一致，供電煤耗下降約3 g/(kW·h)，節能效果比傳統低溫省煤器冷卻水的布置方式提高2倍。此種全負荷段均具有節能效果的技術改造方式，通過加裝低溫省煤器回收煙氣余熱，在熱電聯產機組中獲得超收益應用。

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Application of excess returns by adding low temperature economizer in cogeneration units

XU Jiwei

(Inner Mongolia Guohua Hulun Buir Power Generation Co.,Ltd.,Hailar 021025,China)

At present, the energy saving measure is commonly seen, in which flue gas waste heat recovery is made by adding flue low temperature economizer in power plant boilers. While, with increase in application, the advantages and disadvantages of the application effect both appear. Therefore, a new method of flue gas waste heat recovery is adopted, in which heat recycled by low temperature economizer can directly add into the outside heat-supply system. In this way, the thermal efficiency of the unit can be significantly improved.

combined heat and power; low temperature economizer; economy; super profit

2017-02-14;

2017-05-24。

徐基偉(1975—)，男，工程師，主要從事電廠運行、節能管理和研究工作。

TK01+8

A

2095-6843(2017)05-0465-03

(編輯李世杰)