摘要：近兩年由于國家環(huán)保政策要求，低溫省煤器使用作用、目的及出發(fā)點(diǎn)發(fā)生改變。降低電除塵內(nèi)粉塵比電阻，提高電除塵效率，降低煙塵排放，同時(shí)通過多級(jí)換熱后有利用于提高脫硝投入率，防止空氣預(yù)熱器腐蝕和提高爐效的綜合利用。吉林松花江熱電公司4號(hào)機(jī)組為350MW機(jī)組，鍋爐為哈爾濱鍋爐廠制造的亞臨界、自然循環(huán)、單爐膛平衡通風(fēng)、固態(tài)干式排渣、全鋼構(gòu)架的∏型汽包爐，鍋爐型號(hào)為HG1165/17.5-HM3,鍋爐最大連續(xù)出力 1165 t/h。脫硝方式為爐外SCR方式、脫硫?yàn)槭沂瘽穹ǚ绞?鍋爐尾部配備兩臺(tái)雙室四電場電除塵器。除塵器入口煙氣溫度144℃、除設(shè)計(jì)效率99.86%、保證效率99.7%。

2013年11月11 -15日對(duì)電除塵器摸底試驗(yàn)，機(jī)組90%、50%工況下測試除塵器入口最高煙氣溫度為144.9℃、129.6℃，平均煙氣溫度136.4℃、119.5℃;A側(cè)除塵出口煙塵濃度(6%O2)41.55mg/m3，B側(cè)除塵出口煙塵濃度(6%O2)為mg/m為55.96mg/m3，低于國家新環(huán)保法頒布實(shí)施小于30mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)，需對(duì)電除塵器進(jìn)行改造。

我公司委托西安熱工研究院對(duì)4號(hào)爐電除塵進(jìn)行可研論證增加電場數(shù)量、改為電袋方式、電除塵及旋轉(zhuǎn)電極方式、增加低溫省煤器及高頻電源改造等具體方案，根據(jù)摸底試驗(yàn)數(shù)據(jù)距達(dá)標(biāo)值差距不大及投資比較，最后確定采用增加低溫省煤器及高頻電源方式進(jìn)行此次改造完成可以滿足達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)。按照這種方式改造降低煙塵排放,松花江熱電公司組織了多次研討會(huì),將低負(fù)荷期間脫硝因空預(yù)器溫度低于320℃無法投入問題一起進(jìn)行研究,最終將低溫省煤器降低入口電除塵溫度來減少煙塵排放和脫硝SCR投入問題一并研究考慮初步設(shè)計(jì)思路構(gòu)想。

1、鍋爐低溫省煤器回收熱量進(jìn)行多級(jí)換熱原理

燃煤電站鍋爐應(yīng)用低溫省煤器應(yīng)用較多，最主要的目的是考慮系統(tǒng)節(jié)能，實(shí)現(xiàn)降低煤耗。由于降低電除塵入口溫度使電除塵內(nèi)粉塵比電阻下降，煙塵更易荷電和收集，同時(shí)進(jìn)入電除塵器的實(shí)際煙氣量相應(yīng)減少、煙氣流速降低，這些均有利于提高電除塵效率，降低煙塵排放;同時(shí)將低溫省煤器換熱后的高溫水接入送風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)出口暖風(fēng)器，取消原蒸汽暖風(fēng)器，加熱送風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)出口冷風(fēng)，提高空預(yù)器出口溫度，滿足燃用低硫煤小于1%空預(yù)器溫度大于160℃，解決低溫腐蝕問題;同時(shí)可以解決鍋爐低負(fù)荷期間脫硝系統(tǒng)投不上問題，達(dá)到降低NOX排放目的;提高爐膛入口風(fēng)溫，提高爐效。

設(shè)計(jì)原理圖

循環(huán)加熱水源取自為4號(hào)機(jī)8號(hào)低加入口，經(jīng)過低溫省煤器加熱后回至4號(hào)機(jī)6號(hào)低壓加熱器入口;設(shè)置暖風(fēng)器循環(huán)加熱系統(tǒng)，利用循環(huán)水通過吸收低溫省煤器處的煙氣熱量來加熱暖風(fēng)器。兩路水源在低溫省煤器入口位置有部分共用管路，出口分為兩路水，每條支路上均設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組，用以分配兩路水流量，以確保系統(tǒng)的安全性。在低溫省煤器入口總管路上需要增設(shè)兩臺(tái)循環(huán)水泵，一工一備(一臺(tái)變頻)，克服沿程阻力，保證低壓除氧器入口壓力。在保證換熱器阻力的前提下，換熱器的水側(cè)設(shè)計(jì)最大通流能力為 712.7 t/h(BMCR工況)設(shè)計(jì)。經(jīng)計(jì)算煙氣余熱利用回收裝置換熱面積不應(yīng)低于 19050 m2(煙氣側(cè))。煙氣余熱回收利用裝置布置在除塵器入口的換熱面積為 19050 m2，除塵器入口溫度為139℃(100%BMCR,75%BMCR，50%BMCR);裝置出口溫度為103℃(100%BMCR，75%BMCR,50%BMCR)。

一次風(fēng)機(jī)及送風(fēng)機(jī)出口暖風(fēng)器重新設(shè)計(jì)安裝，增設(shè)一次風(fēng)機(jī)及送風(fēng)機(jī)出口暖風(fēng)機(jī)換熱旁路，用于控制風(fēng)機(jī)出口風(fēng)溫。低溫省煤器出入口溫度及壓力、流量需引入DCS中。新增設(shè)的暖風(fēng)器代替原暖風(fēng)器(原蒸汽暖風(fēng)器投入存在漏泄，尤其冬季可靠性低), 一次風(fēng)機(jī)暖風(fēng)器出口最高加熱后的風(fēng)溫不能超過30℃。送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)溫不超過23℃。尾部煙道低溫省煤器分組設(shè)計(jì)，共分為8組。當(dāng)出現(xiàn)泄漏時(shí)能夠有效的進(jìn)行隔離。當(dāng)其中1個(gè)分區(qū)出現(xiàn)泄漏，能退出該區(qū)煙氣余熱回收裝置運(yùn)行，不影響其它區(qū)煙氣余熱回收裝置的正常運(yùn)行。

2、建設(shè)實(shí)施情況

吉林松花江熱電公司4號(hào)爐低溫省煤器改造由電廠提出設(shè)計(jì)構(gòu)想和設(shè)計(jì)想念編制，采用招投方式進(jìn)行省煤器設(shè)計(jì)、制造、安裝及調(diào)試于一體總承包方式，改造工作在4號(hào)爐2014年A修期間進(jìn)行，工程自5月20日開工、7月15日施工完畢。

3、投運(yùn)效果與經(jīng)濟(jì)性

3.1投運(yùn)效果

3.1.1通過低溫省煤器換熱方式降低電除塵入口煙氣溫度至103℃，使電除塵器入口溫度降低,同時(shí)比電阻降低,除塵效率提高來降低出口含塵濃度的效果;再輔助電除塵高頻電源改造，使除塵排放指標(biāo)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到節(jié)能減排目的。

3.1.2 將低溫省煤器換熱后的高溫水接引到送風(fēng)機(jī)及一次風(fēng)機(jī)暖風(fēng)器位置，將冷風(fēng)加熱，改造后的熱水暖風(fēng)器為余熱回收利用，并且此結(jié)構(gòu)形式比蒸汽暖風(fēng)器運(yùn)行穩(wěn)定。解決了以往蒸汽形式暖風(fēng)機(jī)經(jīng)常漏泄無法投入問題，同時(shí)也減少了廠用蒸汽量，增加了機(jī)組負(fù)荷。投入后解決了空氣預(yù)熱器出口溫度提高，避免因溫度低而發(fā)生低溫腐蝕。

3.1.3提高了空預(yù)器內(nèi)溫度，解決了冬季低負(fù)荷下脫硝系統(tǒng)因空預(yù)器溫度低導(dǎo)致脫硝投運(yùn)率低的問題，改造后脫硝系統(tǒng)投入穩(wěn)定，達(dá)到減少NOX排放要求。

3.1.4改造后節(jié)能效果顯著，從煙氣余熱回收熱量、鍋爐熱風(fēng)溫度升高提高爐效率等方面具有良的節(jié)能空間。

3.2經(jīng)濟(jì)性

3.2.1低溫省煤器投入運(yùn)行后，機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)效率增加，機(jī)組熱耗降低20-30KJ/KWH，發(fā)電煤耗約下降1g/kwh，暖風(fēng)器投入鍋爐進(jìn)風(fēng)溫度升高，鍋爐效率增加0.5%，發(fā)電煤耗約下降1.58g/kwh，按年發(fā)電量約為15億kwh。標(biāo)煤單價(jià)按505元/噸標(biāo)煤進(jìn)行測算。每年的節(jié)能收益195.435萬元。

3.2.2 低溫省煤器投入后，年節(jié)約0.387萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。減排二氧化硫6.054噸，減少煙塵排放量370噸，同時(shí)可避免脫硝系統(tǒng)低負(fù)荷期間投不上而增加NOX排放量。

4、結(jié)束語

本文從專業(yè)應(yīng)用方面介紹了低溫省煤器節(jié)能回收熱后，通過多回?zé)嵯到y(tǒng)的綜合應(yīng)用方面，調(diào)節(jié)方式靈活，滿足鍋爐冬季、夏季及各種負(fù)荷要求。同時(shí)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。 同時(shí)可以做為其它電廠，尤其是北方電廠在此方面的推廣方面的參考。