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試論火力發電廠低溫煙氣余熱利用
1 引言
針對當前的火力發電廠熱力系統進行分析，一般情況下，全廠的熱效率獲得主要是通過以下三種方法：一是，通過有效汽機入口蒸汽初參數有效提高，但是，由于提高的整體參數，則會影響到亞臨界、臨界機組的設備以及系統成本問題；二是，使得汽輪機的排汽參數有效降低，考慮到電廠的氣候條件以及地理位置的影響，僅能使在一定范圍內控制相應的循環冷卻水溫，針對下降的汽輪機排氣參數則是有一定限制；三是，針對鍋爐的排煙熱損失應該盡量減少。在鍋爐運行過程中，對于排煙熱損失來講則是重要的熱損失，相比于設計值的要求，發電廠的鍋爐排煙溫度都已經過其限度。所以，通過有效的低溫余熱回收裝置，排煙溫度的降低，有利于有效地使得排煙損失減少。利用低溫省煤器則能起到有效的鍋爐排煙余熱方法。部分汽輪機的回熱抽汽能夠通過低溫省煤器而得到節省，針對不變的汽量要求下，汽輪機所能夠節省的抽汽，則是可以從抽汽口返回，而繼續進行膨脹做功[1]。所以，在給定的進汽量的要求下，可以滿足機組進行多發電的要求，這里結合國內某660MW新建機組，針對低溫省煤器所涉及相關內容進行分析和探討，提出有效的解決方案。
2 低溫省煤器方案分析與思考
2.1 低溫省煤器簡介
針對電站排煙余熱進行分析，可以發現，其存在兩種有效的回收方式[2]，一是，利用相應的能量轉換設備，有效進行其他能源的轉化；二是，利用有效的能量轉化，還是通過熱能方式進行有效回收，再次回到熱力系統中。針對余熱回收方式問題，應該從電廠的實際情況出發，考慮到相應的電廠、回收效率、回收熱量等方面的需求。針對當前市場上眾多的煙氣余熱回收裝置來說，針對把余熱回收至熱力系統過程中進行分析，低溫省煤器則具有較強的可靠性和安全性。相比于常規省煤器來說，低溫省煤器采用的進行的換熱介質也是凝結水。
2.2關鍵技術分析
2.2.1確定金屬安全壁溫
應該有效確定相關的低溫省煤器的金屬安全壁面溫度，這樣能有效低溫省煤器受熱面壁面出現一定的低溫酸性腐蝕問題，能夠有效讓機組進行可靠的運行。所以，可以看出，應該確定出10℃的溫度裕量，根據實際的煤質要求，項目的低溫省煤器的金屬安全壁溫則是100℃～102℃范圍。考慮到由于實際情況中可能存在過高的基硫份情況，這樣就應該去低溫省煤器的凝結水進行關閉，有效避免出現一定的腐蝕問題。所以，這里選擇低壓省煤器出口煙溫為102℃。
2.2.2確定煙氣酸露點溫度
根據實際所引用的低溫省煤器情況來看，對于換熱器的低溫受熱面壁溫來說，如果在排煙溫度過低的情況下，則會導致出現酸露點的問題，使得受熱面金屬嚴重腐蝕問題有可能出現，就會造成鍋爐安全運行存在一定的隱患。所以，在進行煙氣熱量回收的過程中，*位應該考慮到由于低溫省煤器而造成的低溫腐蝕的問題。在進行有效低溫腐蝕的判斷過程中，則應該充分考慮到如何有效地確定煙氣酸露點溫度。利用相關的計算公式，結合實際經驗，在本項目中，工程露點溫度在控制在90℃～92℃。
2.2.3 水側入口的水溫確定
為了能使得低溫省煤器的受熱面盡可能不受到低溫酸腐蝕影響，應該進水溫度不能過低，另外，如果進口水溫比較高，則會使得換熱器的換熱面積大大增加，這就不可避免出現了過高的設備造價問題，存在不合理的經濟性。所以，應該選擇合適的水側入口的溫度，對于低溫省煤器具有一定的節能意義。根據統計數據，采用40%～50% THA則會導致入口凝結水溫過低，容易造成一定的腐蝕問題，應該關閉相應的低溫省煤器凝結水，對于余熱利用來說，則就具有75%～100% THA負荷問題。
2.2.4 確定低溫腐蝕方案
針對低溫腐蝕的具體方案來說，主要包括以下兩個方面：一是，通過有效的耐腐蝕的低溫系統，有效控制低溫省煤器在壁溫小于102℃的環境下，但是，應該要要求高于水蒸氣的飽和溫度在25℃區間內，可以接受相應的大約在腐蝕速度0.2mm/a的金屬壁的腐蝕速度。所以，為了有效避免出現過快的腐蝕問題，應該控制凝結水溫度在65℃以上；二是，應該選擇有效的耐腐蝕材料，相應的耐低溫腐蝕的鋼材，根據相關的鋼材的低溫腐蝕速率進行分析，經過統計，18-8不銹鋼、ND鋼則具有比較好的抗低溫腐蝕能力，由于不銹鋼具有較高的價格，所以，這里采用ND鋼作為省煤器換熱元件。
2.2.5 確定安裝位置
*，在對于除塵器入口布置方面，國內的相關小容量機組中，經常出現相關的鍋爐排煙溫度過設計值的情況，所以，對于低溫省煤器的加裝過程中，應該保持其在電除塵器進口和空預器出口之間的煙道過程中。結合本工程的實際情況，出口煙溫則為102℃，相比于煙氣露點溫度，大約高10℃左右，所以，這對于相關的下游設備則是安全的。同時，在除塵器的進口進行相關的布置低溫省煤器，能夠煙氣體積在除塵器的下游能夠降低3%左右，這樣的情況下，則會造成相關的引風機、煙道的容量有所減少。另外，也會導致煙氣側阻力有所增加，并能增加相應的風機電耗。
第二，在進行相關的布置除塵器出口方案中，相比于其入口布置來說，能夠有效使得減少99.8%的粉塵，應該針對特定的煤種，有效使得飛灰濃度控制在60mg/Nm3中，能有利于避免出現相應的堵灰、積灰以及磨損問題；另外，在引風機入口之前的設置，能夠有效使得煙氣流量和溫度有所降低，使得引風機軸功率有效降低，提高設備的安全性。
3 結語
針對低溫省煤器的技術方面以及經濟性方面進行比較和分析，能夠有效實現除塵和節能的需求，并且給出本工程中的布置除塵器的方案，經過實踐檢驗，通過有效設置低溫省煤器，能夠取得有效的經濟效益。
