锅炉深度利用烟气余热变能级系统的原理与设计

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1、第36卷第12期华电技术V01．36No．122014年12月HuadianTechnologyDec．2014锅炉深度利用烟气余热变能级系统的原理与设计常家星，段君寨，黄新元，高鹏(1．国网能源伊犁煤电有限公司，新疆伊宁835000；2．华电国际山东分公司，济南250101；3．山东大学能源与动力工程学院，济南250061；4．山东泓奥电力科技有限公司，济南250101)摘要：介绍了锅炉深度利用烟气余热变能级系统的原理、技术路线和节能量计算特点，分析了深度降低烟温的技术和经济性能，论述了该系统利用低品位烟气加热锅炉送

2、风和高品位烟气加热汽轮机凝结水的概况，在获得更大排挤功的同时，可常年对空气预热器的冷端进行保护。该系统与常规低压省煤器相比，可降低供电煤耗0．5—0．6g／(kW·h)，提高空气预热器冷端综合温度3O～4O℃，实现冬季锅炉送风加热零汽耗，适用于原排烟温度相对较低的烟气余热深度回收。关键词：烟气余热；变能级利用；排烟温度；节能中图分类号：TK1I5文献标志码：B文章编号：1674—1951(2014J12—0066—04气预热器进风温度和排烟温度，实施对空气预热器O引言的保护。LES在提升进风温度的同时，使排烟余热随着国

3、内节能减排形势的发展，锅炉烟气余热和凝结水吸热的能级提高，增益HES的标煤节省利用领域出现了一些新的变化，这些变化可归纳为：量。机组负荷、煤质变化时的调整由一个控制器(1)锅炉排烟温度从早期的125～130℃，下降到(CSD)来执行。LES采用石墨改性漆膜钢作为传热90—100℃，以最大限度地回收排烟余热；(2)节能元件、安装高声强声波吹灰器来应对极低烟温下的与环保密切协同，如低低温省煤器配静电除尘技术，受热面低温腐蚀和积灰问题。在明显提高除尘效率的同时，降低烟气露点；(3)排烟温度很高的机组越来越少，余热的能级水平越

4、来越低；(4)随着火电机组全部完成选择性催化还原(SCR)脱硝系统改造，锅炉空气预热器的硫酸氢铵腐蚀和堵灰问题凸显出来，除控制氨逃逸之外，提高空气预热器冷端综合温度也是有效措施之一。本文介绍了一种锅炉深度利用烟气余热变能级系统(以下简称变能级系统)，其特点可概括为：(1)烟气余热同时用于加热送风和汽轮机凝结水，取得余热能级提高和保护空气预热器的双重效益；(2)将锅炉出口烟气温度降至烟气露点以下，达到深度节能和初级脱硫之目标。该技术已获得国家发明专图1变能级系统示意图利(ZL201010242930．X)。2设计方案1变

5、能级系统组成2．1机组概况变能级系统由高能级段(HES)、低能级段某电厂3锅炉为1025t／h自燃循环汽包炉，配(LES)和空气加热段(AHS)3个单元组成，如图1335MW纯凝发电机组。设计煤种为烟煤，设计锅炉所示。所回收烟气余热分成2个部分：HES用于加效率为92．5％，设计排烟温度为134℃，实际运行时热汽轮机凝结水，排挤抽汽、增发功率来实现节能；夏季满负荷排烟温度为135℃，年平均排烟温度为LES借助闭式循环水和AHS，加热人炉冷风，提高空120℃。空气预热器为三分仓回转式。湿法脱硫系统已取消烟气换热器(GGH

6、)。汽轮机组为335MW收稿日期：2014—10—13；修回日期：2014—10—29亚临界纯凝机组，回热系统为典型的四低三高一除第12期常家星，等：锅炉深度利用烟气余热变能级系统的原理与设计。67·氧型。设计热耗率为8140kJ／(kW·h)。表1主要设计性能参数(75％THA)2．2布置与参数图2为所设计变能级系统的总体布置图。按照低低温静电除尘器原理，将HES布置于静电除尘器前，烟温降至9o℃，冷却介质为汽轮机凝结水；LES布置于脱硫塔前，烟温降至75oC，冷却介质为锅炉冷风。在LES与AHS之间以闭式水传递热量

7、。按常用负荷75％机组热耗保证工况(THA)设计。原始排烟温度120oC。在冬季工况下，关闭阀3、阀4、阀5，开启阀1、阀2，HES与LES合并加热锅炉送风，排烟温度从104℃降到9r7．5℃，实现冬季热风加热零汽耗。气除氧器区别是其运用了能级提升原理，现结合设计方案加以说明：利用烟气余热加热空气后，空气预热器进口图2变能级系统总体布置示意图风温升高22．1℃，空气预热器出口烟温升高11．3变能级装置布置于两侧烟道，截面尺寸4400℃，烟温升高就是烟气能级的提升，烟气能级提升后mm×8800mm，其中HES的传热元件采

8、用H型翅片用于加热凝结水即可获得比常规低压省煤器更多的管，LES的传热元件采用双纵肋管。受热面材质按排挤功。为此，变能级系统将加热空气装置后置，高金属壁温分段选择。设计总传热面积31200in，传的烟温首先加热汽轮机凝结水，随后再去加热空气，热设备总质量530t，系统主要设计参数见表1。这个位置的颠倒，是能级提升的关键。参照表1和