一、必要性和可行性

排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中最大的一項，一般約為5%~12%，占鍋爐熱損失的60%~70%。影響排煙熱損失的主要因素 是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加 10 ℃，排煙熱損失增加0.6% ~I .0%，相應(yīng)多耗煤1.2% ~2.4%。若以燃用熱值為20 000 kJ/kg煤的410 t/h高壓鍋爐為例，則每年多 消耗近萬噸動力用煤。我國許多電站鍋爐 的排煙溫度高于設(shè)計值，約比設(shè)計值高20~50℃。所以，降低排煙溫度對于節(jié)約燃料、降低污染具有重要的實際意義 （具體資料見附件資料） 以降低排煙溫度為目的的鍋爐技術(shù)改造的方案較多?？紤]到大多數(shù)電廠鍋爐尾部煙道空間太小，防磨、防腐蝕要求較高，引風機的壓頭裕量不大等實際情況，我們采用利用低壓給水回收鍋爐排煙余熱的低壓省煤器方案，受熱面形式則采用螺旋肋片復合擴展表面蛇形管，并且采用鎳鉻滲層零隙阻換熱管，以便達到在有限空間內(nèi)最大限度降低排煙溫度并保證可靠運行的目的。采用該方案，入爐熱風溫度不受任何影響，且排煙溫度可以根據(jù)季節(jié)和煤質(zhì)進行調(diào)節(jié)。 低壓省煤器及擴展表面強化換熱技術(shù)用于鍋爐尾部受熱面改造是山東大學和焦作市國能換熱設(shè)備廠的成熟技術(shù)，已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家電廠鍋爐的節(jié)能改造，在理論上也己發(fā)展到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)最優(yōu)化的階段。在山東省，龍囗電廠于1997年6月投運了兩臺低壓省煤器（配2臺100MW機組），至今己運行了八年多，降低排煙溫度（165~135）30℃（且排煙溫度可調(diào)節(jié)），取得顯著效益。2003年龍口電廠200MW機組#5、#6爐采用低壓省煤器降低排煙溫度45℃，煤耗降低4.95g/kwh。威海電廠#2鍋爐于2003年10月投運了螺旋肋片管低壓省煤器（配125MW），降低排煙溫度（167~142）30℃，降低發(fā)電煤耗3.36 g/kwh。威海電廠#1鍋爐于2006年3月設(shè)計加裝低壓省煤器，濟寧運河電廠137MW機組#1、#2爐于2006設(shè)計加裝低壓省煤器，投運后降低排煙溫度（163~138）25℃，取得良好的使用效果。山西神頭一電廠200MW機組，#3、#4爐通過加裝低壓省煤器降低排煙溫度（176~156）20℃，取得良好的節(jié)能和環(huán)保效益。貴州黔桂電廠200MW機組#3、#4爐采用低壓省煤器降低鍋爐排煙溫度（176~156）25℃，取得良好的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在山西神頭一電廠#5、#6爐200MW，貴州黔桂電廠#5爐200MW機組，山東白楊河137MW機組（循環(huán)流化床），華能海口電廠125MW鍋爐機組低壓省煤器項目工程進行中，遼寧清河電廠200MW機組和山西古交發(fā)電廠300MW機組也準備采用低壓省煤器降低排煙溫度，實現(xiàn)降低煤耗和脫硫工程需要的目的。 根據(jù)已加裝低壓省煤器電廠使用情況，在進行熱力計算和技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎(chǔ)上，得出以下可行性結(jié)論； 1）鍋爐尾部煙道空間可以安排布置開全部低壓省煤器受熱面； 2）汽輪機的熱力系統(tǒng)及參數(shù)適于進行低壓省煤器的改造； 3）設(shè)備投資節(jié)省，回收期很短，技術(shù)經(jīng)濟可行； 4）擴展表面制造工藝和質(zhì)量己全部過關(guān)。

綜上所述，加裝低壓省煤器降低排煙溫度的鍋爐改造，不僅具備必要性、緊迫性，而且具備了可行性。

 二.系統(tǒng)介紹

 并聯(lián)于回熱系統(tǒng)的低壓省煤器，其進口水取自低加出口，進入低壓省煤器的凝結(jié)水吸收排煙熱量。這種熱力系統(tǒng)，低壓省煤器的給水跨過若干級加熱器，利用級間壓降克服低壓省煤器本體及連接管道的流阻，不必增設(shè)水泵，捉高了運行經(jīng)濟性、可靠性，同時也自然地實現(xiàn)了排煙余熱的梯級利用。 低壓省煤器的總體布置采用了雙煙道錯列管排逆流布置，實現(xiàn)了介質(zhì)、煙氣的逆向流動，一方面可大大提高低壓省煤器的傳熱系數(shù)，解決布置危機；另一方面，可使排煙溫度的降低不受介質(zhì)出口水溫的限制，最大限度地降低排煙溫度。 低壓省煤器傳熱元件采用螺旋肋翅片管，螺旋肋片與母管的焊接工藝為高溫釬焊鎳基滲層，接觸熱阻幾乎為零。 上述結(jié)構(gòu)與尺寸的組合，經(jīng)長期設(shè)計實踐及運行實績表明，具有較高的總傳熱系數(shù)和防止磨損、堵灰的綜合性能。同時，在煙氣流阻限制較嚴格的情況下，可使煙氣側(cè)流阻控制在允許值之內(nèi)。

三.技術(shù)特點

 1.低壓省煤器的水流量可調(diào)節(jié) 為提高系統(tǒng)的安全、可靠性，低壓省煤器的水側(cè)不增加水泵，其流動阻力借助級間壓力降來克服?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)，獲得任意需要的低省過水流量。

2. 低壓省煤器的壁溫可控制，可確保壁溫略高于煙氣露點，不發(fā)生低溫腐蝕。

3.現(xiàn)運行中，一般鍋爐引風機在滿負荷下壓頭裕量不多，即使考慮到排煙溫度降低，可使煙氣流阻減少，對新裝低省的流阻限制也十分嚴格。本改造采取多項措施降低煙氣壓降，使之滿足鍋爐引風機運行要求。

4. 省煤器的磨損問題是國內(nèi)外各電廠鍋爐普遍存在的問題，也是本次改造要考慮的技術(shù)要點之一。采取多項措施，改善低壓省煤器的磨損狀況，確保低壓省煤器的磨損壽命不低于8～10年。

四．經(jīng)濟效益計算分析

以濟寧運河電廠為例，經(jīng)濟效益計算結(jié)果如下： 機組效率相對提高值： δηi = (%) 熱耗率降低值： δq =δηi ×q = 0.970×8538 = 82.81 (kJ/kwh) 標準煤耗降低值： δbs = ( g / kwh ) 式中 ηb —鍋爐效率，ηgl=90.95% ηgd —管道效率，ηgd=0.98 年節(jié)標煤量： ΔBb=cPτδbs =0.65×137000×5500×3.17×10-6 = 1554 ( t ) 式中 c—年均負荷率，c=65% P—機組額定功率，P=137000 kw τ—機組年運行小時數(shù)，τ=5500 時 年經(jīng)濟效益： (萬元)

以上經(jīng)濟效益計算結(jié)果表明，本工程項目的投運，可降低機組的標準煤耗3．17 g/kwh，年經(jīng)濟效益達115萬元，項目的全部投資僅需約一年即可收回，運行一年后，電廠將以每臺鍋爐超過115萬元的年收益取得回報。因此本項目具有很高的產(chǎn)出投入比。

五.結(jié)論：

1. 采用螺旋肋片管低壓省煤器可解決發(fā)電廠鍋爐的排煙溫度偏高問題。 2. 以137MW機組為例，每臺機組改造后熱耗率降低，標準煤耗減少約3.17 g/kWh，年經(jīng)濟效益達115萬元，投資回收年限（按保守計）約一年。