低温省煤器介绍

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• 其它工作
1. 布置从汽机低压加热器到低温省煤器的管道和阀门
2. 修改DCS控制方案
3 低温省煤器的基础和打桩 4. 调整核算汽轮机低压缸抽汽方案和热耗（热平衡）
5. 现场安装
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• 对脱硫系统的影响
1. 减少入口喷水
2. 降低脱硫塔入口烟气流速，有利于提高脱硫效率
237.62 56.38/75.84 1 0.2 0.3 552 100 30 23420 800
125/79.84
370.285 55.2/78.26 1 0.2 0.3 918 100 30 22760 800
125/82.84
547.198 60.8/82.45 1 0.2 0.3 1037 100 30 22760 800 保证值 保证值 保证值 不含高压水泵 无低温省煤器时 汽机热平衡图来
3
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
烟气进出口温度
通过水量 水进出口温度 烟气阻力 水流动阻力 暖风器系统水阻力 GGH运行总耗功 脱硫塔烟气入口温度 脱硫塔喷水蒸发率 燃料低位发热量 标准煤煤价
℃
kg/s ℃ kPa Mpa Mpa kw ℃ ％ kJ/kg 元/ 吨
125/79.71
低温省煤器－暖风器锅炉预热器回收系统：
1. 2. 3. 4. 5. 可以解决大幅度降低排烟温度的需要 为预热器暖风器提供循环热量 可以明显提高电厂的热经济性 可以部分替代GGH设备，回收的热能直接为发电工质利用 完全符合国家发展绿色煤电的要求
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• 设备应用情况
1. 从1990年代起，欧洲的褐煤锅炉系统，普遍安装低温预热回收系统，将排烟温 度从160~170℃，降低到120℃左右，提高电厂热效率2.5% 2. 日本近十年内新建的1000MW以上机组，和脱硫脱硝装置同步配备低温余热回收 系统，节约水耗和电耗 3. 日本新一代电除尘系统，依靠在空气预热器和电除尘之间加装烟温调节系统，将 除尘器入口烟温低到80℃，改变烟气比电阻，将除尘效果控制到30mg/Nm3 4. 美国各锅炉公司的新设计目标是将锅炉排烟温度控制到100℃以下，主要依靠提 高空气预热器效率和加装尾部换热器 5. 国内的工业炉，普遍配置铸铁省煤器回收余热
•
•
•
被并联的低加
通过控制进入低加的蒸汽进气门，加热未经过低温省煤 器的剩余凝结水，以低加出口水温为控制参数
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•运行
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• • •
堵灰风险
布置在电除尘以后，灰来源少，没有粘度很强的 物质（如石膏浆液） 布置采用H型或方形肋片，顺列排放，吹灰通透性 良好 一般不出现堵灰现象
低温省煤器－暖风器余热回收系统
上海锅炉厂有限公司
2017年9月16日
2017年9月16日 上海电气电站集团 上海锅炉厂有限公司
• 前言
1. 2. 3. 4. 5. 降低锅炉排烟温度，减小锅炉 q2 损失是提高发电效率的重要途径 依靠传统的空气预热器无法将锅炉烟气温度有较大幅度的下降 不设置GGH导致脱硫系统为控制入塔烟气温度，需要耗去大量的冷却水 预热器在锅炉采用各种节能手段后，面临排烟温度过低、低温腐蚀加剧的风险，需长期采用暖风器工作 暖风器耗用部分蒸汽热量，影响了电厂的经济性
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• 设备布置方案
1. 全部布置在空预器-电除尘间 2. 全部布置在脱硫塔前，只加热冷凝水 3. 两级布置 一级在前电除尘前，第二级在脱硫塔前 4. 脱硫塔前分2-3级布置，分别加热冷凝水和暖风器水 易堵灰 调节性差 系统复杂 推荐方案
• 和低加系统的连接
• • 串联 并联 串于两级低加之间， 易出现因低温省煤器故障停机 和某级低加并联，不存在低温省煤器故障停机风险 推荐方案
1. 回收余热，减少汽机抽汽量 2. 更换暖风器热源，有利于提高热经济性 3. 减少脱硫系统水耗 4. 如取代GGH，可以降低运行耗功 • 支出部分 1 增加了冷凝水的输送功 2 低温省煤器烟气阻力耗功
Fcw *ΔPcw /（ηp*ρcw） （电耗） Fgas*ΔPgas/（ηf*ρgas） （电耗）
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•低温省煤器－暖风器系统
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•汽机热平衡图－－引入引出点的选择
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•取水和回水方式 （参数为某电厂100万机组TMCR时数据）
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•结构布置图
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Βιβλιοθήκη Baidu15 16 17 18
输送冷凝水管路散热率
暖风器管路增加散热率 折算年满发时间 电厂效率 锅炉效率
％
％ 小时 ％ ％
5
2 5000 0.42 0.94
5
2 5000 0.42 0.94
5
2 5000 0.42 0.94
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•经济收益计算结果
序号 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 名 凝结水吸热量 暖风器置换热源节约热量 凝结水输送耗功 烟气阻力耗功 暖风器水循环耗功 每年节约煤量（标准煤） 最少节约发电煤耗 节约发电成本 脱硫节水量 节约GGH运行费用 年节约燃料费用 投资总费用 最长投资回收年限 称 单位 kw kw kw kw kw 万吨/年 g/kwh 分/kwh 万吨/年 万元/年 万元/年 万元 年 330MW 19,347 353.6 -53.6 -471.3 -53.4 1.0585 5.77 0.46 18.75 80.80 847 1,000 1.18 660MW 35,722 663.3 -83.5 -872.4 66.7 1.9582 5.40 0.43 34.71 138.30 1,567 1,800 1.15 1000MW 49,611 993.9 -123.7 -1,296 -83.4 2.7080 4.92 0.39 51.57 182.62 2,166 2,200 1.02 估算值 若未配置GGH系统 如替代GGH 备注 TMCR工况 TMCR工况 TMCR工况 TMCR工况 TMCR工况 标准煤 标准煤
•
•
腐蚀风险
末级换热器在露点下方工作，腐蚀危害较大
•
• • • •
抗腐蚀对策
提高材料等级 采用较厚的管子，留有不低于3mm的腐蚀余量 采用肋化比较高的管束，提高换热表面壁温，光管区域尽 量不接触烟气 设计寿命按照一个大修期考虑
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•经济收益数据
• 收益部分：
（1-q5) *（I”-I’）*Fcw (1/ηb -q5ah)*Fair*ΔTa*Cpa Fgas*ΔTg*Cpg/（4.187*Δtw+0.3*2260） ΣW / 0.42 （热耗）
•布置位置
•脱硫塔
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•主要性能参数 （各项目需按照机组参数作具体设计）
序号
1 2 3 4 5
名
称
单位
℃ ℃ ℃ ℃ kPa
取值范围
100-180 80-100 45-80 60-120 <1.0
备注
烟气入口温度 烟气出口温度 水入口温度 水出口温度 烟气阻力
因煤种而异
3. 可以避免脱硫塔内防腐内衬过热 4. 利于提高除雾效率
5. 可以缩小新建脱硫塔的直径
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•结语
• • • • 低温省煤器可以产生巨大的经济效益，是完全符合当前发展绿色煤电产业 政策的产品，具有良好的市场前景 低温腐蚀问题通过采用适当的设计对策是完全能够解决的 性能计算手段成熟，容易为试验验证（上锅在上海交大设有对流换热元件 性能测试实验台） 投资回报期很短，没有复杂的运行设备，设备运行维护工作量主要是更换 部分被严重腐蚀的管子
3 暖风器内循环水输送功
Fw *ΔPw / （ηp*ρw）
（电耗）
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•经济收益计算基本数据
序号 1 2 名 TMCR输出功率 通过烟气量 称 单位 MW kg/s 330MW 367 405.48 660MW 726 750.6 1000MW 1100 1115 备注
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谢谢各位 ！
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•控制方式
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纯低温省煤器模式
采用和相近温度的低加并联 控制换热器出口的排烟温度，手段是控制进入 换热器的水量
•
•
同时投用暖风器模式
低温省煤器的第1,2级供加热冷凝水，第3级供加热暖风 器内水；如设计需要暖风器出力较大时，可以用第1级 作为暖风器热源，2,3级加热凝结水 控制方式为切换第3级换热器的进出水阀，暖风器回路 吸热量通过调节其循环泵的转速或管道阀门开度控制； 依靠调节流入的凝结水量来控制最终排烟温度
(设计值<0.8)
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水流动阻力
暖风器工质阻力
MPa
MPa
<0.25
<0.25
换热器部分
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•换热元件形式
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•换热元件材质
• 露点上方10℃以上 • 露点±10℃ • 露点下方10-20℃ • 露点下方20-30℃ • 露点下方 30℃以上 • 更低温度 Q235A 09CuP (ND钢管+Corten翅片） 钛合金，涂搪瓷翅片管，302等级不锈钢 304等级不锈钢 316L 等级不锈钢 904,926等级不锈钢或非金属材料
• Tld= TH2O+125*SZS0.333/ 1.05afh*Azs
• Tld= 20*lg(VSO3) + a
对有灰烟气
对无灰烟气 a=184~201 上海电气电站集团 上海锅炉厂有限公司
•吹灰方式
•蒸汽吹灰器（伸缩－旋转式） •（1.2-1.8MPa，300-350℃，4.8t/h）
• 气脉冲吹灰器