低压省煤器与相变换热器相结合的尾部烟气余热回收技术的研究与应用.docx

2013。08中国丽江2013年发电行业资源综合利用大会低压省煤器与相变换热器相结合的尾部烟气余热 回收技术的研究与应用李炜大唐华银金竹山火力发电分公司，湖南冷水江市沙塘湾镇金竹山电厂417503；摘要：本文针对电站锅炉排烟温度高的问题，分析低压省煤器技术与相变换热器技术的优缺点，提出 低压省煤器技术与相变换热器技术相结合的烟气余热回收技术理念且付诸实施，并通过实践验证其节 能效果关键词：低压省煤器；相变换热器；烟气余热回收1项目研究的背景和意义我国燃煤火力发电机组装机容量占总装机容量的70％以上，并且在短期内仍以火力发电为主、无 法改变。燃煤电站锅炉排烟损失是锅炉运行中最重要的一项热损失，根据西安热工研究院的调研结果，有相当多的电厂运行中存在锅炉排烟温度偏高现象，而且与设计值之间的正偏差大于+IOC，有的达 到+20℃以上，国内最早投运的百万机组中，玉环、泰州等电厂锅炉的排烟温度也明显偏高。由此可 见，电站锅炉排烟温度偏高的问题具有普遍性。大唐华银电力股份有限公司金竹山火力发电分公司2台600MW亚临界机组分别于2006年4月 和7月相继投产发电，l台600MW超临界机组于2009年7月投入运行。金竹山电厂jfi}l锅炉600MW负荷原工况设计空预器进口温度20。C，排烟温度125。C。但因锅炉受 热面设计不当和燃煤热值远低于设计值等的原因，实际当空预器进口温度20C时，排烟温度达到146℃左右。烟气余热回收技术就是降低排烟温度、提高烟气热能利用率的重要手段。进行锅炉烟气余热回收， 对减少排烟损失，降低排烟温度，回收烟气热能，节约能源，提高电厂的经济性，符合国家节能减排的政策，具有重要意义。2国内外研究的现状和进展目前在电站锅炉上采用的锅炉烟气余热回收技术主要有以下两种：2．1低温省煤器技术低温省煤器安装在锅炉空气预热器出口的尾部烟道上，由管束、迸El联箱、出口联箱组成。利用 低压回热加热系统中的凝结水，并且可以进行高温和低温切换，出水引至相对应的加热器出口。降低 锅炉排烟温度，提高发电厂循环热效率。传统低压省煤器的特点：传统低压省煤器为外螺旋翅片管屏，在烟道中进行一次表面换热，结构 简单，节约安装空间、金属材料及成本，但是管壁温度不均匀，进水区段管壁温度偏低(取决于进水温度)，即使控制较高的出口烟温，但进水温度过低时局部区域仍会发生低温腐蚀。2．2相变换热技术相变换热器是基于热管原理的一种新型换热设备，它综合发挥了不同强化传热的不同技术优势，1702013．08中国丽江2013年发电行业资源综合利用大会并根据不同的使用要求，借助于设置冷热流体的不同分流和不同配比，实现高效换热。与一般换热器 相比，它能在较大幅度降低废气排放温度的同时，将整个低温段受热面壁温维持在较高的温度水平，既避免了因结露引起低温腐蚀和灰堵现象，最大可能地提高了用热设备的热效率。相变换热器的特点：被加热的凝结水与烟气不进行直接热交换，而是二次换热，位于烟道里面的 相变下段换热器内的介质始终处于湿饱和状态，因此管壁温度均匀稳定在饱和温度值，具有良好的控 制低温腐蚀的能力。缺点是在同样温降能力下的金属消耗、安装空间及成本都较大。2．3综述金竹山电厂撑1机组由于空预器改造后排烟温度较低、酸露点温度偏高、传热温差小，而现场布置 空间紧凑。因此传统的低压省煤器或单一相变换热器都难以满足要求。而将两者有机结合，在传统低 压省煤器管屏前增设相变换热器作为预热段，避免了因结露引起低温腐蚀，又能最大可能地利用烟气 的余热，对两者都可以起到扬长避短的效果。3方案简述3．1方案描述：在锅炉引风机出口与脱硫吸收塔之间的水平烟道上布置烟气余热回收利用装置，每台机组共安装 2套。其中换热器的吸热段安装在烟道上，换热器的放热段就近布置在吸热段的正上方。烟气余热利用装置回收的热量用来加热主机凝结水。一路DN300的管道，从6号低压加热器入口主凝结水管道上引接，将大约853t／h流量(水温83．2℃)的主机凝结水分流送到烟气余热利用装置吸热升温到105℃后，再送回5号低压加热器入口的凝结水管道，系统流程如下图所示：为节约成本，烟气余热回收利用装置原初步计划采用传统的翅片管屏表面换热器，然而受机组负 荷影响，凝结水温度会相应变化，根据汽轮机热平衡图及实际运行数据，60％THA工况时，孬6低加进口水温仅70。C左右，比金电公司实际煤种对应的烟气酸露点温度(89℃)低很多。如果仅采用传统的翅片管屏表面换热器，进水段管屏会出现较严重的酸腐蚀。为解决这一问题，我们在换热器前段布1712013．08中国丽江2013年发电行业资源综合利用大会置相变换热器，利用相变换热器先将凝结水温度加热至酸露点5～10℃以上。如上图所示，该系统的换热器安装于引风机出口烟道上，相对烟气流呈整体逆流布置，分低温段 和高温