350mw褐煤机组低温省煤器改造与经济分析

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1、350MW褐煤机组低温省煤器改造与经济分析王树明1王瑞娇2（1.华能长春热电厂吉林长春130216;2.国电吉称尤平长春热电一厂吉林长春130216）摘要：350MW褐煤机组运行中排烟温度偏高，锅炉排烟损失大，通过加装低温省煤器达到降耗目的，同时提高除尘效果。木文针对加装低温省煤器后磨损和腐蚀问题，在材料选择、水温控制及布置方式等方面提出相应的设计控制措施，同时重点对低温省煤器投运前后的经济性参数进行对比分析。关键词：350MW；低温省煤器；防磨措施；防腐措施；经济性分析1•引言排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的（5%

2、〜7%）—项，褐煤锅炉排烟温度设计偏高，排烟温度设计一般在140°（?〜150°0,而排烟温度每降低10°C,锅炉效率可提高约0.5%[l],另外，由于排烟温度上升，对锅炉安全运行造成很大的隐患，比如除尘器效率下降，除尘器寿命缩短，烟气温度增加，烟气量增大引起的引风机电耗上升，所以对锅炉进行降低排烟温度的改造势在必行。低温省煤器是利用烟气余热加热凝结水或热网水的加热器，回收烟气余热,降低排烟热损失，提高机组效率及除尘效果。图1腐蚀速率随壁温变化曲线图2.低温省煤器设计与布置低温省煤器采用表面换热，即烟气一水换热器，烟气与热

3、力循环系统中的凝结水进行热交换。根据现场锅炉及静电除尘器等大型设备的布置特点，将低温省煤器布置于电除尘之前、空气预热器之后烟道中，该方案的优点是经过低温省煤器后，烟气温度降低，烟气余热大量被回收利用，使锅炉效率被提高，锅炉经济性被提高，而且烟气体积流量减小，静电除尘器集尘面积相对被提高，烟气中飞灰比电阻相对被降低，达到提高除尘器效率的B的。由于流经低温省煤器的烟气没有经过除尘，含尘浓度高，工作环境恶劣，磨损和腐蚀大，需要在低温省煤器设计时采取有效的防磨防腐技术措施。2.1低温省煤器防磨措施1）对烟气流场进行数值模拟，设计上

4、采用导流板和流线型烟道可以避免出现烟气走廊、烟气偏流及产生烟气涡流。根据数值模拟结果和低温省煤器运行经验，将除尘器前低温省煤器烟气流速在lOm/s左右，可大大减少烟气粉尘对管束的磨损，同吋烟气清灰性较好。2）低温省煤器采用模块化设汁，沿烟气流动方向按照烟气的不同温度区间分为若干段、若干管组，每组进出口设计隔离阀，发生泄漏后可实现分区控制和快速隔离，检修中也方便拆卸更换。3）优化系统布置方式，烟道内受热面管子整体无对接焊缝，在进风侧安装假管和防磨瓦，以减轻烟气对后续换热管束的冲刷，另外蛇形管弯头和焊U全部布置于烟道外，有效避

5、免弯头及焊缝磨损。4）选用防磨损性能优异的H翅片管。H翅片省煤器由于其结构的特殊性，采用顺列布置吋，鳍片形成的通道，不仅使省煤器不易积灰，而且使省煤器的烟气阻力大大降低，并且在边壁效应的影响下，使苏在较高的烟气流速下减小对管子磨损，从而提高其耐磨性。与采用错列布置的光管换热器、螺旋翅片换热器等相比，在其它条件相同的条件下，磨损寿命高3〜4倍［2］。2.2低温省煤器防腐措施加装低温省煤器后排烟温度可降至90°C〜95°C,而电厂烟气露点一般为90°C左右，因此，低温省煤器设计中必须解决低温腐蚀的问题。在锅炉受热面中，沿烟气流

6、动方向受热面壁温逐渐降低，当壁温降到烟气露点时，酸性蒸汽开始凝结，引起腐蚀。凝结初期酸浓度很高，处于85%〜95%，但凝结酸量不多，因此腐蚀速度较低；随壁温降低，凝结酸量增加，腐蚀速度增加。腐蚀速度达到最大值点之后，随壁温进一步降低，酸浓度变低，达到60%〜70%,腐蚀速度会下降，在此浓度下达到腐蚀最轻点；之后，当金属壁温再继续下降，由于酸液浓度接近20%〜40%，同时凝结酸量更多，腐蚀速度又会上升。在低温腐蚀的情况下，金属有2个严重腐蚀区，2个安全区，如图1所示，在设计上就是要保证低温腐蚀处于腐蚀速率较低的区域。所以设计

7、吋应核算设计煤质下的烟气露点（本工程的烟气酸露点为88.93°C）及最低管壁温度（高于水露点20°C以上），控制入口水温及出口烟温以保证受热面钢材在低腐蚀区域运行。本工程通过设置热水再循环系统控制换热器进口水温在70°C以上，出口烟气温度控制在95°C〜10CTC之间，冋吋低温省煤器进、出口管道及烟道进出口分别设奋温度测点，时时监测低温省煤器进U水温、出U烟温情况，一旦出现水温或烟温过低时，及时报警提示并采取相应的控制方案。2.3低温省煤器系统布置为了实现节能减排目标，降低烟气温度的同时提高电除尘的除尘效率，并充分利用烟气

8、余热，提高机组效率，低温省煤器系统采暖期换热介质取用热网水,非采暖期换热介质取用凝结水。采暖期换热器吸热介质取自热网循环冋水，经升压泵送至低温省煤器升温后冋至热网加热器出口热网循环水母管，与热网加热器并联，此吋与凝结水换热器连接的切换阀关闭。非采暖期烟气换热系统与热网水联络阀关闭，与凝结水换热器联络阀开