低溫省煤器技術在電廠鍋爐的應用

杜魁　黃亞杰　凌雪飛

摘要：低溫省煤器技術是電廠實現節能減排的重要途徑。低溫省煤器具有降低電廠鍋爐排煙溫度、減小鍋爐q2損失、提供循環熱量以及提升綜合效益的優勢，這與國家倡導的綠色發展理念相適應。低溫省煤器的系統優化是低溫省煤器技術綠色高效應用的關鍵。本文總共分為四部分。第一部分簡單介紹了低溫省煤器及電廠鍋爐中應用的重要性;第二部分介紹了電廠鍋爐中常規低溫省煤器的系統;第三部分探討了低溫省煤器系統優化技術;第四部分舉例說明了低溫省煤器技術的實際應用情況。旨在為低溫省煤器技術在電廠鍋爐中的推廣應用和電廠節能減排發展提供一些參考。

關鍵詞：低溫省煤器;技術;電廠鍋爐;節能減排

引言

火力發電是我國目前最主要的發電方式。火力發電的排煙量的大小直接影響著對環境的污染程度，而鍋爐的熱量損失則造成能源的浪費。國家十三五規劃以來，大力提倡節能減排。火力發展項目作為國家發展的支柱性項目，發電過程中的能耗和排煙量直接與節能減排掛鉤，對于國家環境保護和發電經濟效益的提升有著重要的影響。為貫徹落實國家節能減排的政策，同時也為了提高發電企業的經濟效益，維持發電企業的經濟可持續發展，發電企業不斷地對電廠鍋爐系統進行優化改造。低溫省煤器技術是電廠鍋爐中應用的一項重要技術。該技術應用低溫省煤器的減排提效優勢實現對電廠鍋爐進行優化改造，從而提高電廠鍋爐系統的節能效果。研究低溫省煤器技術在電廠鍋爐中的應用對于推廣該技術和指導火力發電廠進行鍋爐系統項目優化改有著重要的意義。

一、低溫省煤器在電廠鍋爐中應用的重要性

低溫省煤器是安裝在鍋爐尾部煙道下部用于回收所排煙的余熱的一種裝置。它將凝結水加熱后送入6號低壓加熱器入口，因此能夠吸收高溫煙氣的熱量，有降低排煙溫度、回收部分熱能做發電用和提高鍋爐熱經濟效益的作用。低溫省煤器技術目前在工業鍋爐中應用較為廣泛，該技術同樣適用于火力發電廠鍋爐。通過串聯或并聯的方式為電廠鍋爐增設低溫省煤器及相關設備，幫助實現電廠鍋爐設備低排高效能的目的。我們知道，電廠鍋爐發電的過程中不可避免的會出現熱損。在電廠鍋爐系統中，排煙損失是鍋爐運行中最重要的一項熱損失，一般約為5%-12%，占鍋爐熱損失的60%-70%，為鍋爐熱損的最大源頭。排煙設備的熱損主要由排煙溫度決定，理論上一般的電廠鍋爐排煙溫度大約110℃-160℃，由于排煙溫度還受鍋爐的燃燒情況及尾部煙道的漏風情況、受熱面積灰等因素影響，排煙溫度在鍋爐實際運行過程中存在差異性。通過對鍋爐系統優化改造，控制導致熱損增加的因素，有助于提高資源利用率，降低排煙量及熱損，提高電廠鍋爐發電的效率，這對于火力發電廠綠色可持續發展有著重要的意義。

二、電廠鍋爐中常規低溫省煤器的系統

20世紀90年代初，歐洲的火力發電廠褐煤鍋爐系統中就應用了低溫預熱回收器。這種低溫預熱回收器可將鍋爐尾部排煙溫度從170℃降低到120℃，應用后電廠鍋爐的發電效率相比安裝前提升2.5%。我國電廠鍋爐最常用的為鑄鐵低溫省煤器，這種低溫省煤器相對而言系統復雜，對低加凝結水量的調節性能相對較差，且存在排煙管道易積灰的問題，它與低加系統的連接要結合鍋爐系統的結構設計選擇串聯或并聯的方式，串聯方式用于兩級低加之間，并聯方式與低壓加熱器并列連接，其中串聯方式的低溫省煤器在運行過程中故障停機事故相對較多，并聯方式則鮮有停機故障，因此并聯連接方式在電廠鍋爐系統優化設計中應用更多。

低溫省煤器配置方案分煙氣側和工質側兩種。煙氣側布置的安裝位置可在電除塵前、電除塵后或電除塵前后兩級并聯。這種布置方案的系統簡單、投資成本低、除塵效果好、不易積灰、預熱回收效率高。工質側方案的安裝位置在熱力系統中，常與熱力系串聯。這種方式對于鍋爐系統的熱效率影響較大，有助于提高鍋爐系統發電的穩定性、可靠性、安全性，同時余熱回收量高于煙氣側，但工質側連接方式容易發生6號低加進水量變化較大的問題，6號低加凝結水量的控制是優化工質側低溫省煤器應用效果的一個技術難點。

三、低溫省煤器的優化技術

低溫省煤器的工作環境為酸性條件，重要元件長期在酸性條件下易發生腐蝕問題，從而縮短低溫省煤器的使用壽命。因此，提高低溫省煤器重要元件的抗腐性能是優化低溫省煤器技術應用的關鍵。在選擇低溫省煤器時，要根據鍋爐環境來選擇抗腐蝕性能好的材料，例如搪瓷、氟塑料、Cu合金、Cr合金、Sb合金等，這些材料具有較好的耐腐蝕性能。同時也要考慮改造成本和鍋爐系統的設計周期等因素。鋼材料的低溫省煤器建議在表層鍍上一層耐腐蝕的合金材料，防止管道在酸性環境下發生腐蝕反應。

此外，合理的控制酸露點的溫度也可以起到保護金屬表面的作用。這種技術適用于金屬材料的低溫省煤器，一般通過將酸露點提高10℃以上來預防低溫腐蝕問題的出現。由于提高溫度能夠提高煤粉燃燒程度，因此提高溫度還能有效地控制受熱面積灰，防治排煙管道受阻造成的熱損。

四、低溫省煤器技術的實際應用

某火力發電廠對1、2號鍋爐電除塵前加設低溫省煤器。具體位置在除塵器的入口煙道豎直段，每個煙道設置三個低溫省煤器受熱面，并利用小集箱手動隔離門將省煤器受熱面分為三組，使其成為三個獨立的受熱面，這樣其中任何一個受熱面在發生泄漏時就能通過自動退出運行模式進行維修，而其他的受熱面則可以正常的運行。兩臺鍋爐的煙道總共分為6個獨立的受熱面，分別在煙道的一側設置進回水的手動門，用于將一側的低溫省煤器隔離。為了預防煙道積灰，每個獨立的受熱面分別安裝一臺聲波吹灰器。在該電廠鍋爐系統改造之前，排煙溫度大約為160℃，經過對系統的優化改造后排煙溫度降低到110℃，有效地控制了6號低壓加熱器的抽汽量，這部分蒸汽帶動汽輪機持續做工，使鍋爐系統的循環熱效率得到大幅提升。聲波吹灰器的設置也有效的控制了低溫省煤器受熱面的積灰量，解決了煙道堵塞造成的熱量損失和引風機電耗增加的問題，既達到了節約能源、資源的目的，又將回收余熱轉化為電能，提高了電廠的發電效益。

五、結語

綜上所述，低溫省煤器技術在電廠鍋爐中的應用對于提高火力發電廠的經濟效益、降低排放、提高鍋爐系統運行的穩定性、可靠性有著重要的意義。在進行鍋爐系統改造時，要綜合考慮項目的成本、設備空間及后期維護等問題。具體應根據電廠鍋爐的設備型號和系統設計方式選擇合適的低溫省煤器及連接技術。受低溫省煤器特殊元件材質的影響，為電廠鍋爐安裝低溫省煤器裝置后要做好煙氣側的防腐蝕工作，設置吹灰保護裝置，從而確保低溫省煤器運行的可靠性。電廠做好低溫省煤器技術準備和全方位保障后再進行系統優化改造。已應用的低溫省煤器技術證明，它的應用對火力發電廠經濟效益的提升有著重要的促進作用。因此建議發電廠結合電廠實際發展需要選擇低溫省煤器對鍋爐系統進行改造。

參考文獻：

[1]鄒祥波，周恂，吳云強.燃煤電廠煙氣中的VOCs治理技術研究進展[J].環境科學導刊，2013（06）：57-62.

[2]陳鴻理.A電廠低溫省煤器項目改造研究[D].吉林大學，2016.

[3]黃興業.低溫省煤器技術在電廠鍋爐的應用[J].電子測試，2016（24）：123-124.

[4]唐家毅，李峰.低溫省煤器技術在電廠的應用概況[J].冶金動力，2017（02）：11-16+19.

[5]徐斌超.低溫省煤器在電廠鍋爐機組中的應用研究[D].華南理工大學，2017.