电厂2×300MW空冷机组低低温省煤器改造工程可研终稿

山西电厂2×300MW空冷机组低低温省煤

器改造工程

可研报告

项目名称：山西电厂2×300MW空冷机组低低温

省煤器改造工程

申请单位（盖章）：山西发电厂

联系电话：（待填）

申请日期：2014、9、10

项目负责人：（待填）

批准领导：（待填）

一、项目名称

山西电厂2×300MW空冷机组低低温省煤器改造工程

二、本技改项目的立项依据、必要性论证（包括该项目名称、目前现状，存在问题、改造的必要性，立项依据、背景、调查研究结论等问题，以上均要有“量”的概念）。

（一）目前现状：

山西发电厂一期锅炉为上锅厂2×300MW亚临界中间再热锅炉，配上汽厂一次中间再热抽汽凝汽式直接空冷汽轮机。燃用煤种为烟煤。锅炉额定蒸发量1014t/h,最大连续蒸发量1065t/h,主汽压力17.5MPa，主/再汽温度540/540℃，给水温度277℃。锅炉设计排烟温度122℃，设计效率92.61%。锅炉设计煤和运行煤的特性见表1。主要热力特性见表2。

表1 煤质分析表

表2 锅炉主要热力特性表

（二）存在问题

本机组锅炉设计排烟温度122℃,但实际运行排烟温度平均高达140℃，夏季高负荷甚至超过150℃。从140℃到约95℃之间，蕴藏着十分大的能源损失。此外，湿法脱硫的最佳反应温度为85℃左右，较高烟温的烟气进入脱硫系统，会导致脱硫耗水量增大，进而使烟囱含湿量增加、烟囱自拔力降低。

随着国家环保要求的日益严苛，锅炉污染物排放要求达到燃机的水平。目

前的除尘系统距离这一要求还有较大差距。

（三）改造的必要性

1、节能减排的要求

目前电厂锅炉的设计排烟温度都在125℃-135℃之间，当运行排烟温度超过设计值时，会带来煤耗增加。传统的节能理念是把设计排烟温度作为节能改造的目标值，而把排烟温度的运行值与设计值之间的温差值作为可资利用的余热资源。一般而言这个资源并不太大。但随着节能减排形势的发展，排烟的余热资源被进一步发掘。在不设GGH的系统，国内已普遍将排烟温度降低到90～100℃，使发电煤耗大为降低，年节标煤量数千吨以上。

2、节水的要求

山西地域水资源匮乏，节水具有重要意义。对于湿法脱硫机组，不论排烟温度高低，都要通过喷水，将排烟温度降低到85℃左右，然后进入脱硫塔。这意味着，安装低低温省煤器系统之后，从高烟温到95℃之间的烟温降不再需要喷水，而是直接通过低低温省煤器吸热实现，因此除节能之外，深度降低排烟温度还可大大减少烟气喷水。烟气中喷水量与喷水前烟温（排烟温度）的关系见表3。由表3可见，随着喷水前烟温的降低，烟气喷水量逐渐减少。

表3 烟气喷水与脱硫塔进口烟温关系

注：上表数值与机组容量无关。

3、环境保护的要求

国家发改委已明确要求，国内电厂在2017年以前，污染物排放要达到燃

机的水平，排尘浓度小于5mg/nm3，NOx排放浓度小于20mg/nm3，SO2排放浓度小于30mg/nm3。各电力企业环保压力巨大，纷纷寻求对策。随着日本低低温电除尘技术的引进，通过深度降低电除尘器前烟温，提高除尘效率，减轻后续设备除尘压力的技术已日趋成熟。电除尘进口烟温降低后，飞灰比电阻随之降低，是影响电除尘器效率的关键因素。与此同时，烟气的体积流量也得以降低，相应地降低电场烟气通道内的烟气流速。这些因素均可大大提高电除尘效率。随着烟温降低和脱硫喷水减少，困扰电厂环境的烟囱“石膏雨”现象也会随之消除。

降低排烟温度后，年标煤耗量可减少数千吨以上，相应的粉尘排放、SO2排放、NOx排放等均成比例减少，环保效益将十分显著。

4、设备安全运行的要求

深度降低烟气温度，在减少脱硫喷水的同时，还对烟囱的保护发挥重要作用。一方面，烟气含湿率降低，烟囱抬升高度增加，另一方面，烟气露点也会随烟气含湿率降低而下降。因此减少原烟气的喷水量可以大大降低烟气露点、保护烟囱。

综上所述，深度降低排烟温度的意义已经不仅限于烟气余热回收。其对环境保护、烟囱安全运行、节水等方面所带来的间接效益也是十分巨大的。

（四）改造的可行性

1、技术来源

低低温省煤器和低低温电除尘技术最早引自日本三菱重工，利用换热装置把电除尘器前的烟气温度降低到烟气露点之下，提高除尘器的效率、降低引风机电耗、同时兼有预脱硫的作用。日本的广野电厂、碧南电厂、新小野田电厂

等几十家电厂已成功将电除尘器前烟温降低到90～95℃的水平，取得稳定运行的效果，我国近年来在长期发展常规低压省煤器的基础上，以上海电器集团、龙净环保公司等为先导，大力推广使用低低温省煤器和低低温电除尘技术，已在国内十余家电厂成功实施。因此，本工程的立项在技术上已十分可靠，不存在风险。

2、关键技术的突破

从常规的低压省煤器技术向低低温省煤器技术过渡，需要解决的关键问题是低温腐蚀问题、设备防磨问题、防磨问题、低温余热利用的系统优化等问题。这些问题在国内进行大范围节能改造的实践中，目前均已得到很好的解决。例如用”H”型翅片管顺排管束取代螺旋形翅片管错排管束，解决磨损和烟气压降过大问题；以ND钢材质取代普通碳钢材质，解决低温段的酸腐蚀问题；合理控制电除尘器前管束的平均烟速（不超过10m/s）、冬季运行切换至供热系统，以实现大幅度节能等。上述难题的攻克，为低低温省煤器的设计、实施提供了根本的保障和前提。

3、合作单位的技术实力

本工程选择山东大学作为技术支持方。山东大学是我国最早进行低温省煤器研究和工程应用的单位之一。已有近二十年的烟气余热回收工程改造的历史，成功完成了近百台电厂锅炉降低排烟温度的改造项目，积累了丰富的工程改造经验。改造后，锅炉排烟温度降低30℃～70℃，节省供电煤耗3～7g/kwh，可以产生巨大的经济效益。

在本领域山东大学进行的相关研究课题包括：（1）锅炉尾部换热面的强化传热研究；（2）烟气环境中的换热面磨损特性研究以及防止磨损的方法；（3）