烟气余热深度利用系统的研究 王兆阳

烟气余热深度利用系统的研究王兆阳

发表时间：2019-10-23T11:27:35.050Z 来源：《电力设备》2019年第10期作者：王兆阳

[导读] 摘要：某燃煤机组燃用高水分褐煤，其烟气量较常规烟煤大，排烟温度高，拟采用两级低温省煤器+暖风器的烟气余热深度利用系统，分别设置于除尘器入口前烟道及引风机与脱硫吸收塔之间烟道中。

（山东电力工程咨询院有限公司山东济南 250013）

摘要：某燃煤机组燃用高水分褐煤，其烟气量较常规烟煤大，排烟温度高，拟采用两级低温省煤器+暖风器的烟气余热深度利用系统，分别设置于除尘器入口前烟道及引风机与脱硫吸收塔之间烟道中。前一级用来加热凝结水，后一级用来加热锅炉入炉冷风，高效充分地回收烟气余热，从而降低汽机热耗，提高机组效率，减少脱硫耗水量，提高电除尘器效率。

1.烟气余热利用技术

电厂的主要热量损失是由于汽轮机冷源损失和锅炉烟气的排热损失而引起的。排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项。烟气余热利用是通过烟气余热利用换热器回收烟气中的低品质热量，提高锅炉热效率，主要用来加热凝结水、采暖水、原煤干燥、直接或利用水媒介加热锅炉进风等。本工程不考虑采暖和原煤干燥，因此可考虑加热凝结水和锅炉进风的方案。

1.1加热凝结水

从凝结水系统中引一路凝结水到锅炉尾部烟道，利用排烟余热加热凝结水，凝结水吸收热量后，再送回到回热系统的适当位置。凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量，降低排烟温度，自身被加热、升高温度后再返回汽轮机低压加热器系统，代替部分低压加热器的作用，是汽轮机热力系统的一个组成部分。设置低温省煤器可节省部分汽轮机的回热抽汽，在汽轮机进汽量不变的情况下，节省的抽汽在汽轮机继续膨胀做功，因此，在发电量不变的情况下，可节约机组的煤耗，提高经济效益。这种方法既降低了锅炉排烟温度，又没有任何热量进入锅炉本体，不会对锅炉产生任何负面影响。

1.2加热锅炉进风

用水作为中间传热介质，将锅炉排烟余热供给暖风器加热空气，以替代汽-气暖风器的抽汽，提高空气预热器的入口气温，并能减轻空气预热器的低温腐蚀。

锅炉烟气余热用于加热锅炉进风，回收的热量造成空预器入口风温提高，传热温差减小，改变了锅炉辐射热与对流热的分配比例，空气预热器换热量下降。因此，我们不能将其当作独立的传热面来设计，而要将其纳入锅炉整体热力计算进行考虑。

在国外，低温烟气换热器较早就得到了应用。目前国外烟气余热回收的技术和工程以德国和日本为领先代表。工程应用主要分下面几种类型：回收烟气余热加热锅炉进风、回收烟气余热加热凝结水、旁路高温省煤器和低温省煤器组合、水媒方式的管式GGH加热脱硫后烟气。

国内低温省煤器技术研发、设计、制造也逐渐发展起来、采用的烟气余热回收技术主要有：1）一段式低温省煤器，布置于除尘器入口前烟道；2）一段式低温省煤器，布置于脱硫吸收塔入口前烟道；3）两段式低温省煤器，分别布置于除尘器入口和脱硫吸收塔入口前烟道；

2.烟气余热利用设计方案

本工程燃煤为高水分褐煤，烟气量较常规烟煤大，排烟温度高，过高的排烟温度损失了大量的热量，降低了机组效率。为实现节能减排目标，可在机组空预器后的烟道加装低温省煤器，以降低烟气温度，充分利用烟气余热，提高机组能源利用效率。针对本工程烟气余热利用方案为：设置两级低温省煤器，第一级布置在空预器出口与除尘器入口之间的烟道上，加热凝结水；第二级布置在两台引风机出口烟道汇合之后，脱硫塔入口之前，用于加热锅炉入炉冷风。具体见图5-1：

图5-1低温省煤器方案系统图

第一级布置在空预器后除尘器前的6个水平烟道内，一个烟道布置1台，一台炉共布置6台。烟气侧：第一级低温省煤器将烟气温度降至115℃；凝结水侧：凝结水自8号低加入口、7号低加出口的凝结水管道上引出，混合成温度约75℃的凝结水后送至低温省煤器入口，凝结水回水至5号低加入口。

第二级低省布置在引风机后脱硫塔前的竖直烟道内，烟道布置1台低温换热设施。烟气侧：第二级低温省煤器将烟气温度降至95℃；水侧：利用闭式循环水作为媒介加热空预器入口的冷风，提高送风温度。为防止冬季极端天气，送风机出口仍保留蒸汽式暖风器。

烟气余热利用系统设备设计参数如下表所示：