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1、低压省煤器在循环流化床锅中降低排烟温度实现深度节能的可行性分析与实践,报告人：陆万鹏 山东大学,资源有限，节能无限,主要内容,国内CFB机组降低排烟温度的必要性 CFB锅炉排烟余热的回收方案 利用低压省煤器降低CFB锅炉排烟温度的可行性 低压省煤器节能改造的方案论证 低压省煤器降低CFB锅炉排烟温度的应用实例 结论,国内CFB机组降低排烟温度的必要性,大型火电机组的节能减排是目前国家的重要国策,煤价上涨发电成本增加寻求降低煤耗的新技术,排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项,影响排烟热损失的主要因素是排烟温度,Q2 =5%12% Qr，60%70% Qrs,Tpy 10 Q2 0.6% 1
2、.0%;Bb 1.2% 2.4%,国内CFB机组降低排烟温度的必要性,许多CFB锅炉排烟温度偏高一般Tpy设计值在130左右， 许多Tpy运行值偏高。 采用炉内喷钙脱硫工艺的CFB锅炉尾部烟气中硫分含量减少，烟气露点降低， Tpy可以在设计值基础上进一步降低 由于CFB锅炉炉内温度一般偏离炉内脱硫的最佳温度要求，脱硫效率低，因此，有些采用湿法脱硫。,降低排烟温度的必要性,受热面运行于露点以下烟气侧结露热烟气侧表面积灰,烟气的夹带作用 冷端烟气侧换热面发生石灰的积聚,换热空间堵塞、GGH漏风,换热效果的降低,回转式GGH耗电量增大，增压风机电耗增大， 厂用电率增加，供电煤耗提高。,湿法脱硫中GG
3、H （气气换热器）系统存在问题,降低排烟温度的必要性,湿法脱硫现状：已安装GGH的机组，有的已取消GGH系统，有的正在采取措施，准备取消该系统。新上机组的湿法脱硫系统几乎全部选择了不设置GGH系统,降低排烟温度的必要性,取消了GGH系统,进入脱硫系统的烟气温度增加,脱硫效率下降,最佳的脱硫工作温度：烟气温度8090,脱硫系统前喷水减温,增加脱硫工艺水量,取消GGH后出现的问题：,降低排烟温度的必要性,若采取脱硫系统前喷水减温，烟温由120130降至90,需要大量的减温水,加重了脱硫系统的负担,浪费了烟气所蕴含的巨大热量,国家的节能减排政策与企业的经济效益，需要我们挖潜节能我们为什么不利用这一能
4、量呢？,降低排烟温度的必要性,CFB锅炉烟气露点偏低，具备了深度降低排烟温度的条件 对于采用湿法脱硫的锅炉，回收脱硫前烟气的余热已是必然之举。 有效利用CFB锅炉排烟余热，降低排烟温度实现深度节能，符合国家的节能减排政策，并可能使湿法脱硫系统使用的厂用电量与烟气余热再利用所发的电量抵消，从而可以实现“零能耗”脱硫。,CFB锅炉排烟余热的回收方案,根据CFB机组的一般现场条件和运行数据，采用在锅炉尾部增设低压省煤器，回收排烟热量，将烟温由较高的排烟温度降低到适合于脱硫系统需要的入口温度，实现深度降低排烟温度的节能改造。 根据安装位置和排烟温度的水平，低压省煤器可以分为高温低压省煤器和低温低压省煤
5、器两部分。,排烟余热的回收方案,高温低压省煤器烟气由空气预热器排出，经过设置在其后的低压省煤器受热面，温度降低。降低后的烟温和该低压省煤器受热面的最低壁温均保持在此处烟气露点之上，以保证烟道与受热面不发生低温腐蚀。 低温低压省煤器，设置在原脱硫系统GGH的位置，将烟温继续降至适合于脱硫系统需要的入口温度，以实现排烟温度的深度降低 高温低压省煤器和低温低压省煤器，采取不同的设计结构，布置于不同的位置，以简化系统、提高可靠性和降低成本。,排烟余热的回收方案,图1 低压省煤器系统示意图,排烟余热的回收方案,低压省煤器回收的热量，可以有若干用途。根据工程实践，该部分热量通常有两个用途： （1）对于供热
6、机组，或者有供热任务或者附近有热负荷的机组，低压省煤器用于加热供热用水。这是取得效益最大的一个用途。因为可以取代蒸汽或者其他热媒，加热了供热水，对外产生了效益。 （2）没有供热负荷时，则可以把这部分热量输入本机组的回热系统。从回热系统引一路凝结水，进入低压省煤器，吸收烟气的热量后，再引入回热系统的适当位置。,利用低压省煤器降低 CFB锅炉排烟温度的可行性,布置空间条件根据工程实践经验，CFB机组GGH原位置或其他的烟道位置有充裕的布置空间，可以布置充足的受热面。传热元件的选择高温低压省煤器传热元件采用镍基渗层零隙阻双纵肋片管。肋片与母管的焊接工艺专门为低压省煤器设计，接触热阻几乎为零，抗腐蚀，
7、耐磨损，不易积灰。低温低压省煤器传热元件采用搪瓷管或者其他耐腐蚀管。搪瓷管具有优良的耐酸碱性及良好的导热性，耐酸实验表明搪瓷管的耐酸持续时间超过同尺寸十个碳钢管，300激冷实验表面无变化，保证了搪瓷管受热面的使用寿命。,防止积灰,CFB锅炉尾部烟气灰分特点,高温的低压省煤器采用了防积灰性好的镍基渗层双纵肋片管，理论研究与实践表明，其防积灰性能优于光管和螺旋翅片管。,烟气灰分经过 高温绝热分离器 分离,灰分含量低于煤粉炉,灰分颗粒度较细,防止磨损,虽然CFB锅炉烟气中灰分经过了高温绝热分离器分离，尾部烟道的烟气灰分含量低，但防止磨损仍需考虑。采取以下措施：,采用大管径、厚壁管,双纵肋片管采用了镍
8、基渗层工艺,烟气动力场经过数值计算和优化处理，防止烟气偏流的发生,避免出现烟气走廊，烟气偏流和局部漩涡,关于低温腐蚀,很多机组的CFB锅炉采用了炉内脱硫工艺。由于大部分硫分在炉内的脱除，烟气的硫分含量减少，露点降低，有利于避免高温低压省煤器发生低温腐蚀。 高温低压省煤器的热力系统采用了进水温度、流量可调的供水方式，在设计进水温度下，可确保管子最低壁温高于烟气露点，不会发生受热面的低温腐蚀。 低温低压省煤器传热元件采用搪瓷管或者其他耐腐蚀管，具有较好的抗低温酸腐蚀性能。这一元件为允许元件“结露”创造了条件。,工程经验,锅炉低压省煤器的工程改造经验表明，改造后，发电厂的供电煤耗降低25g/kwh，
9、可以产生巨大的经济效益。因此，增设低压省煤器降低排烟温度，有成熟的经验，技术上可行。,低压省煤器独有的技术优势,（1）可降低排烟温度6070。这样大的温度降低是任何一个其他方案都无法达到的，因此低压省煤器节能改造可以取得最大的经济效益。（2）低压省煤器的给水跨过若干级加热器，利用级间压降克服低压省煤器本体及连接管道的流阻，不必增设水泵，提高了运行的经济性、可靠性，同时也自然地实现了排烟余热的梯级利用。,低压省煤器独有的技术优势,（3）如果把高温低压省煤器设置在电（布袋）除尘之前,显著降低锅炉排烟温度,使烟气体积流量减小，引风机的电流降低， 保证了引风机的负荷,使烟气体积流量减小，提高除尘器的效
10、率,保证布袋式除尘器免受高温损害,低压省煤器独有的技术优势,（4）本技术把锅炉的余热利用与汽轮机的回热系统巧妙地结合起来，对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响。由于低压省煤器布置于锅炉的最后一级受热面（下级空预器）的后面，因此，它的传热行为对于锅炉的一切受热面的传热均不发生影响。既不会降低入炉热风温度而影响锅炉燃烧，也不会使空气预热器的传热量减少，从而反弹排烟温度的降低效果。,低压省煤器独有的技术优势,（5）具有良好的煤种和季节适应性。锅炉的低压省煤器的出口烟气温度可以根据季节和煤质进行调节，以实现节约煤耗和防止低温腐蚀的综合要求。 （6）进入脱硫系统之前，烟温已经得到大幅度降低，如果脱硫系
11、统之前需要喷水降温，则采用低压省煤器之后，完全可以把脱硫系统之前的喷水降温停用，节约了水资源，节约了用电。,低压省煤器在降低CFB锅炉排烟温度上的应用实例,国内某电厂4号机组于2003年7月投产，基本情况如下： 锅炉：哈锅厂生产的HG-465/13.7-L.PM7型循环流化床汽 包炉， 汽机：哈汽厂生产的C135/N145型汽轮机组。 额定蒸发量：465t/h 额定汽温：540/540。 设计煤种：淄博贫煤 运行煤种：山西、山东混煤。 锅炉热效率：90.50%， 设计排烟温度（BMCR）：135。,低压省煤器应用实例,改造背景 改造前锅炉运行效率远达不到设计值，主要原因是排烟温度高。 根据电厂
12、运行数据，全年锅炉排烟温度平均值高达155，最高时超过160，超出设计值25，影响锅炉热效率至少1.5个百分点。 为此，电厂决定对锅炉尾部受热面进行改造，以较大幅度降低排烟温度。,低压省煤器实例-设计方案介绍,低压省煤器应用实例,低压省煤器在设计分水流量下可降低排烟温度18。 根据煤的含硫量，通过调节低压省煤器的进水温度，还可对排烟温度的降低幅度做一定的调整。 管箱组装后外形总尺为480035001900mm，,表1 低压省煤器主要结构和设计参数,低压省煤器应用实例,效益分析环境效益由于本项目的投入，即使在最大负荷、最高排烟温度下，进入静电除尘器的烟气温度也将降低至137以下，提高了电除尘器的
13、效率，具有良好的环境效益。经济效益采用等效热降法进行热经济性分析。将低压省煤器回收的排烟余热作为纯热量输入系统，而锅炉的有效热量不变。本工程项目的投运，可降低机组的标准煤耗1.5 g/kwh，年节标煤量1009吨。,结论,采用增设低压省煤器方案是针对CFB锅炉降低排烟温度，且取消GGH后回收热量，实现深度节能的最佳方案。 对于采用炉内喷钙脱硫工艺的CFB锅炉，烟气的硫分含量减少，露点降低，使高温低压省煤器烟温降低幅度更大，从而可以在受热面不发生低温腐蚀的前提下回收更多的排烟余热。 对于采用湿法脱硫工艺的CFB锅炉，无论是原采用GGH的脱硫系统，还是新上机组，均可以采用此技术。 高温低压省煤器既可以回收热量又可以保护布袋除尘器；低温低压省煤器既可以回收热量，又可以为脱硫创造烟温条件，还可以节水。,Thank you,Welcome to Shandong University,
