摘要:通過增設低溫係統 ，用來加熱補給水 ，有效利用鍋爐尾部煙氣餘熱 ，提高補給水溫度 ，降低供熱煤耗 ，降低煙氣排放溫度 ；減小粉塵比電阻 ，提高的除塵效率 ，減少粉塵排放 。通過一段時間的運行和維護 ，已積累了一定的經驗 ，提供給同行門參考和借鑒 。

關鍵詞 ：低溫省煤器 ；煙氣餘熱 ；煤耗 ；節能分析

   1 前言

循環流化床鍋爐實際運行中 ，存在排煙溫度高（一般在145℃到150℃範圍內） ，大部分電廠采用激波吹灰裝置加強對尾部受熱麵的吹掃 ，增強換熱 ，但該問題一直未能得到徹底解決 。福能龍安熱電有限公司一期工程#1 、2 、3鍋爐分別於2017年4月 、2017年3月和2018年10月投入商運 ，三台鍋爐是高溫超高壓 、自然循環 、固態排渣 、單汽包 、無中間再熱循環流化床（CFB）鍋爐 ，由華西能源股份有限公司生產製造 。為了降低鍋爐排煙溫度 ，該公司在#2 、3鍋爐煙道尾部增設低溫省煤器 ，回收煙氣餘熱降低排煙溫度 。

   2 低溫省煤器介紹

龍安熱電低溫省煤器布置在除塵器前的喇叭口入口豎直煙道上（具體結構布置圖見圖1） 。在空氣預熱器至除塵器之間采用低溫省煤器作為煙氣餘熱利用裝置 ，低溫省煤器傳熱管采用翅片管表麵換熱型式 ，低溫省煤器入口的補給水來自補給水混合式換熱器出口 ，補給水係統設計壓力為1.20M 。低溫省煤器在機組運行時 ，采用100%補給水流量串聯至回熱係統 ，從中繼水箱或補給水混合式換熱器出口引出補給水 ，經低溫省煤器後 ，進入除氧器 。低溫省煤器及管道各個高點均設排氣閥 ，各個低點設置排水係統,各組換熱器均設安全門 。低溫省煤器的各管路上的閥門集中設置 ，並設置在同一側 。當煙氣餘熱換熱器進口煙氣溫度 、流量 、壓力在設計參數時（設計參數見表1） ，煙氣溫度由150℃降低到110℃ ，煙氣餘熱換熱器的被加熱補給水溫度由85℃提高到110℃ 。

圖1 低溫省煤器結構布置圖

該公司低溫省煤器采用防磨 、防漏 、防腐 、防堵 、耐用的形式 。換熱管的材質為20G（高溫段）和ND鋼(低溫段) ，管壁厚度5.5 mm 。翅片的材質為 ：碳鋼 ，翅片的厚度為2mm 。 低溫省煤器殼體及外加固肋 、內加固件、出口漸縮段.入口漸擴段的殼體等均采用Q235B，防磨件采用16Mn鋼 。換熱器殼體壁厚不小於6mm ，其中底板厚度不小於8mm ，並設置橫向加固肋及縱向加固肋 ，兩側隔板厚度不得低於20mm 。換熱器考慮支撐及膨脹。低低溫省煤器裝置殼體采用全焊接結構 ，煙氣側及水側接口均應能承受現有煙道及水管道的推力和力矩 。低低溫省煤器的控製由DCS完成,采用激波吹灰 ，激波吹灰器控製納入機組主控進行監控 ，能實現自動 、手動方式運行 ，並能實現機組主控對每台激波吹灰器單獨操作控製 。

煙氣被冷卻放出的熱量用來提高補給水的溫度 。負荷變化範圍 ，鍋爐最低穩定運行工況至鍋爐100％BMCR工況 。

表1 龍安熱電#2 、3鍋爐低溫省煤器設計參數

   3 低溫的運行分析 

3.1 低溫省煤器的節能分析

3.1.1 低溫省煤器餘熱回收效果分析

龍安熱電3#鍋爐尾部安裝低溫省煤器後 ，2019年6月1日-6月5日期間對3#鍋爐低溫省煤器進行投入運行前 、後比對試驗 。試驗負荷工況分別為150t/h和100t/h兩個工況（運行參數見表1和表2） ，具體分析如下 。

表1 3#鍋爐滿負荷工況 ，低溫省煤器投前 、投後運行參數（采集時間2019.6.5）

表2 3#鍋爐負荷100t/h工況 ，低溫省煤器投前 、投後運行參數（采集時間2019.6.1） 

（1）在鍋爐負荷150t/h的工況下 ，投入低溫省煤器後 ，排煙溫度降低22.7℃ ，除鹽水溫升高22.2℃ 。每小時低溫省煤器吸收的熱量 ：  M=C_PM(T2-T1)=4.19*(30.6*1000)*(99.5-77.3)=2846351(kJ/kg)  

    折算為每公斤7000kcal標煤 ，低溫省煤器回收熱量相當於每小時節標煤量=2846351/7000/4.18=97.28（kg/h）

（2）在鍋爐負荷100t/h的工況下 ，投入低溫省煤器後 ，排煙溫度降低18.3℃ ，除鹽水溫升高15.8℃ 。每小時低溫省煤器吸收的熱量 ： M=C_PM(T2-T1)=4.19*(30.6*1000)*(87.4-71.6)=2025781.2(kJ/kg)

折算為每公斤7000kcal標煤 ，低溫省煤器回收熱量相當於每小時節標煤量=2025781.2/7000/4.18=69.23（kg/h）

（3）按照一年機組運行300天，白天和夜間各12小時計算 ，低溫省煤器投運後年節約煤量=（97.28*12+69.23*12）*300/1000=599.4噸

年節煤效益=599.4*900/10000=53.9萬元

3.2 低溫省煤器除塵效益分析

在正常情況下 ，白天龍安熱電鍋爐排煙溫度超過140℃ ，通過餘熱利用係統改造降到110℃ 。燃燒同樣煤種且同樣工況下 ，電除塵一二次電壓、電流明顯下降 。煙氣溫度的降低可使粉塵比電阻降低 ，煙氣量降低 ，除塵效率提高 ，因此電場一二次電壓明顯下降 ，經試驗比對分析 ，投入低溫省煤器每小時電除塵可節電18.6千瓦時 ，按每年運行300天計算 ，年節約電量13.42萬千瓦 。具體電除塵一 、二次電壓參數見附圖1和附圖2。

圖1 鍋爐負荷152t/h工況下未投入低省時 ，電除塵各電場電壓分布

圖2 鍋爐負荷152t/h工況下投入低省時 ，電除塵各電場電壓分布

   4 存在的問題及解決辦法

4.1 存在問題

4.1.1  低溫腐蝕問題 。一般電廠煙氣的酸露點為90℃～110℃ 。#1 、3鍋爐安裝餘熱回收係統後可以把排煙溫度降低到110℃ ，低溫省煤器鋼管材質采用ND鋼 ，腐蝕較弱 。經檢查低溫省煤器沒有出現腐蝕或管壁減薄現象 。

4.1.2  2# 、3#鍋爐自投入運行七 、八個月後 ，低溫省煤器進出口風壓壓差從400Pa逐步上升至1600Pa ，引風機電流增大明顯 。經打開人孔門檢查發現低溫省煤器表麵積灰嚴重，尤其是左右兩側 ，同時有一股嗆人的氨氣味。進入內部檢查發現低溫省煤器大約有二分之一流通麵積被積灰堵塞 ，表麵呈白色（見圖3） ，鰭片中部粘灰呈黃色 、比較濕潤 ，經取樣化驗上層受熱麵的灰樣含銨根29.47% 、硫酸根4.02% 。組織專業人員分析認為 ：低負荷運行時 ，由於鍋爐分離器入口煙溫降至800℃及以下 ，SNCR反應效率低下 ，投用氨水量偏離正常值 ，氨逃逸率偏高。由於在催化劑作用下 ，煙氣中SO₂向SO₃的轉換率升高 ，煙氣中SO₃濃度增加 ，造成脫硝係統出口硫酸氫銨生成量增多 ，當煙溫處在146℃~230℃範圍時硫酸氫銨為液態 ，此時液態的硫酸氫銨黏結煙氣中的飛灰顆粒 ，粘結在低溫省煤器鰭片上 ，日複一日 ，逐步造成低溫省煤器冷端流通麵積灰堵塞 。

圖3 鍋爐低溫省煤器正常情況和粘灰堵塞對比圖

4.2 解決辦法

4.2.1 控製好溫度和噴氨量 ，減少硫酸氫氨的形成

（1）適當提高排煙溫度 ，使得排煙溫度大於110℃ ，當夜間供熱負荷減小時 ，優化運行方式 ，保證低溫省煤器出口溫度在110℃以上 ；

（2）控製好SNCR氨水噴入量控製 ，退出分離器出口氨槍 ，確保氨水的霧化 ；

（3）定時對氨搶套管及氨槍推進到位 ；

（4）做好受熱麵吹灰器的日常維護 。加強低溫省煤器吹灰的頻率 ，尤其是低負荷運行期間 ，在升負荷前必須對受熱麵進行加強吹灰 。

（5）在豎井煙道底部灰鬥及水平段增加吹灰裝置 ，防止低負荷期間 ，煙氣流速減低 ，大量灰沉積在水平煙道上 。

4.2.2 當低溫省煤器進出口壓差增大或連續運行時間超過3個月以上 ，用高壓清洗裝置對低溫省煤器進行清洗一次 ，確保設備運行可靠性 ；

4.2.3 對低溫省煤器管道布置進行改造 ，減少低溫省煤器管道布置 ，提高管子之間的間隙 。

   5  結論

5.1 低溫省煤器投入運行後 ，年節煤效益53.9萬元 ，效益明顯，同時該係統還可以降低除塵器前煙氣溫度 ，提高除塵效率 ，減小煙氣體積流量 ，可降低改造和運行費用 。

5.2 低溫省煤器在小型循環流化床鍋爐使用時 ，尤其是負荷波動較大的機組 ，長期運行後低溫省煤器冷端會出現不同程度的堵灰 ，因此 ，應根據鍋爐排煙溫度適時調整低溫省煤器的通水量 ，控製低溫省煤器管子壁溫不能低於煙氣露點溫度 ，防止硫酸氫氨粘灰堵塞受熱麵 ；當出現受熱麵堵灰應及時采取高壓水槍進行清洗 。

 參考文獻 ：

    [1] 張立新.低溫省煤器技術淺析[J].鍋爐製造,2015(5):23-24.

 [2] 福建省福能龍安熱電有限公司低溫省煤器技術協議 2015.12