烟塔合一之烟气余热换热器专题报告

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1、烟塔合一之烟气余热换热器专题报告内容提要：本专题针对“烟塔合一”方案，对増设烟气余热换热器的方案进行了论证。在烟气进入脱硫塔入口前装设余热换热器，将烟气温度从1171降至85°C,回收的热量进入凝结水系统"经过初步设计核算，本方案可以降低发电煤耗1.27g/kWh,每年可节省资金332万元，增加的投资约3年即可回收。关键词：烟塔合一;余热换热器;经济效益1本专题背景冃前国内已有大型的燃煤电站采用烟塔合一方案。该方案不设烟囱，烟气肓接进入冷却塔，同时取消烟气进脱硫塔Z前的GGHo市于空气预热器出II烟气温度120°C,需经过减温才能述入脱硫塔。如果釆用喷水对烟

2、气降温，在BMCR工况喷水量约32t/h,不仅耗水量较大，而且损失烟气减温的焰值。木专题报告引入我院引进口木东京电力1000MW机组烟气余热二级换热器的设计思、路，探讨烟气进脱硫塔之前与部分凝结水进行换热，从而降低烟气温度和利用余热提高机组效率的可行性与经济性。冃前，口本东京电力已冇1000MW超临界机组电除尘器进口前设置烟气冷却器的经验，采用了低温电除尘器，使得除尘效率大大提高，电场氏度及电场数减少，降低了引风机的出力，捉髙了机组热效率。我院引进设计技术后，在工程设计上己无难题，但根据我们向国内主要电除尘器和风机厂家斤询，短期内在设计工艺和材料使川上尚未具

3、备制造低温电除尘器和耐腐蚀风机的条件，但随着材料工艺和电除尘设计工艺的发展，预计不久的将來将具备牛产低温电除尘器的可能。兼顾到工期和设备制造以及造价的因素，本文对某600MW级工程采用“烟塔合一”方案中使用烟气余热换热器（设置在脱硫吸收塔前）以降低川水量和提高机组热效率进行研究。2换热器装设方案1.1换热器装设位置某600MW级工程空气预热器出口烟气温度为120°C,酸露点为80.9°C,脱硫塔的入口烟气温度设计为85°C。装设烟气余热换热器吸收烟气热虽使其降温，共有两种布置方案：第一种方案是将余热换热器布置在空气预热器出口之后，除尘器入口之前；第二种方案是

4、将余热换热器布置在两台引风机岀口烟道汇合之后，脱硫塔入口之前。对于第一种方案，烟气在流出空气预热器出口Z后就减温，烟气的体积流量也相应减少约8.9%。这可以减少除尘器的除尘面积，减少除尘器的占地而积和用材。此外，根据相关研究，飞灰的比电阻随温度而降低，电除尘器的除尘效率随之增高。但是烟气温度的降低增加了电除尘器防腐蚀的难度，同吋增加了除尘器内堵灰的可能性。因为余热换热器内的烟气含有人最飞灰，所以换热器低温侧将会出现较严重的的磨损和堵灰问题。考虑到国内对于除尘器的低温防腐技术诡未成熟，而除尘器又是烟气处理中不门J缺少的环节，一旦除尘器因堵灰或腐蚀严重需要检修就

5、对能影响整个机组的运行，因此本专题报告不采川这种布置方案。第二种方案把余热换热器放置在紧邻脱硫塔入口Z前的烟道，这时烟气中的绝大部分飞灰已被除尘器除去，对换热器来说基木不存在磨损和堵灰的问题，因此换热器内可以使用翅片管以提高传热系数，而且可以免去蒸汽吹扫装置。此布置方案的运行可靠性和维护成本都优于第一种方案。木专题报告以卞部分就対这种方案展开论述。1.2换热器的参数根据某工程的燃料热平衡计算书和汽机热平衡图，换热器将引风机出口烟气温度117°C降至85°C排入脱硫塔，同吋从轴封加热器岀口分流部分凝结水至换热器，凝结水在换热器内从33.4°C加热至109°C后

6、返回5#低压加热器入口，与6#低压加热器出口的凝结水汇合。换热器的形式类似于锅炉中的省煤器。换热器屮的凝结水流最由热平衡确定。凝结水在换热器内吸收的热量抵消了在各级低压加热器内的吸热，各级低压回热抽汽量相应减少，减少的抽汽量使低压缸做功增加，从血提高了热量利川效率。各级低压加热器的抽汽流量也由热平衡计算重新确定。13换热器的防腐考虑到换热器的低温侧烟气温度已经接近酸露点，烟气的低温腐蚀问题不容忽视。为减少换热器的检修成木，可采用将换热器内与烟气接触的翅片管表面采用衬擔瓷的措施來捉高防腐能力。3换热器热平衡计算以下热平衡均按照机组热耗率验收工况(THA工况)核

7、算。装设余热换热器之前的各级低压加热器部分热平衡见图2-1所示，装设了余热换热器之示的热平衡见图2-1o对比图1和图2可以看出，增设余热换热器前后，低压缸各级抽汽除了流量冇变化以外，温度和压力均无变化，凝结水流经各级加热器的进出口温度也没冇变化。对抽汽流量的确泄，先根据余热换热器朋气侧的放热虽计算出换热器的水侧流虽。然示再根据热量平衡计算出各段低压抽汽流量。表1是对比装设余热换热器前后各级低压加热器抽汽量的对比。各级加热器减少的抽汽量在低压缸中做功，从表一计算出获得的做功增最为2805kW,这个功率数值是在汽机进汽量及锅炉蒸发量不变得情况下获得的。机组原发电

8、功率600000kW,原汽机热耗率为7530kJ/k