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三改聯(lián)動｜國能福州熱電1號機組鍋爐排煙余熱回收利用改造

發(fā)布時間： 2023-03-15 作者：admin 分享到：

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一、工程概況

國能（福州）熱電于2015年9月對1號機組實施鍋爐排煙余熱回收利用工程改造，在鍋爐尾部煙道中分別布置高溫?fù)Q熱器和低溫?fù)Q熱器，在二次風(fēng)道中布置空氣加熱器。通過回收煙氣當(dāng)中的熱量，使進(jìn)入脫硫塔的煙氣煙溫降到80℃，也減少了脫硫的工藝水量，將回收的熱量用于加熱冷二次風(fēng)和汽機回?zé)嵯到y(tǒng)，提高鍋爐效率，實現(xiàn)節(jié)煤降耗（包括降低煤耗與水耗）。

二、改前情況

1.設(shè)計參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)

一期工程為2×600MW超臨界燃煤機組，2臺鍋爐機組采用濕法脫硫，在滿負(fù)荷工況下，兩臺機組全年平均排煙溫度約為135℃，低負(fù)荷時也達(dá)到125℃以上。其中，1號機組滿負(fù)荷下全年平均排煙溫度約為136℃，機組實際運行負(fù)荷下全年平均排煙溫度約為128℃（實際運行情況），低負(fù)荷時也達(dá)到122℃以上。

2.存在的問題

運行5年后，余熱回收系統(tǒng)的低溫一二段受熱面發(fā)生普遍的低溫腐蝕，泄漏風(fēng)險較大，修復(fù)難度大，需要在材質(zhì)方面全面提升。

三、改造方案

1.技術(shù)路線

在鍋爐尾部煙道中共布置兩級換熱器（低溫?fù)Q熱器、高溫?fù)Q熱器），對鍋爐煙氣余熱進(jìn)行兩級回收利用，提升鍋爐煙氣余熱品質(zhì)并逐級利用。

低溫?fù)Q熱器布置在增壓風(fēng)機和脫硫吸收塔之間的煙道中，低溫?fù)Q熱器與布置在送風(fēng)機和空氣預(yù)熱器之間風(fēng)道中的空氣加熱器通過管道等部件組成閉式循環(huán)換熱系統(tǒng)；通過低溫?fù)Q熱器回收的低品位的煙氣熱量用于加熱冷二次風(fēng)，熱風(fēng)溫度有適當(dāng)提升，鍋爐效率將有所提高，同時減輕了空氣預(yù)熱器冷端腐蝕和積灰的風(fēng)險；同時提升了空氣預(yù)熱器出口的煙氣溫度，可回收的煙氣熱量品質(zhì)得到提升，高品質(zhì)煙氣熱量通過高溫?fù)Q熱器用于鍋爐回?zé)嵯到y(tǒng)。

高溫?fù)Q熱器布置在電除塵器之前，通過對煙氣中熱量的吸收，使煙氣溫度的下降（煙氣溫度從162.1℃至120℃，低于此前的134.8℃左右），提高電除塵器效率，減小引風(fēng)機、增壓風(fēng)機的負(fù)荷，延長風(fēng)機的使用壽命，減少廠用電率，確保電廠的安全運行。

經(jīng)過高溫?fù)Q熱器回收后的煙氣溫度120℃在酸露點以上，高溫?fù)Q熱器可采用常規(guī)材料；經(jīng)低溫?fù)Q熱器回收的煙氣溫度在酸露點以下，低溫?fù)Q熱器需采用耐腐蝕材料。

2.實施方案

1）原則性系統(tǒng)圖

圖 1 鍋爐煙氣余熱利用技術(shù)示意圖

2）改造內(nèi)容

在鍋爐尾部煙道中布置一級高溫?fù)Q熱器、兩級低溫?fù)Q熱器，高溫?fù)Q熱器布置在空預(yù)器出口與靜電除塵器入口之間的水平煙道上，..級低溫?fù)Q熱器布置在高溫?fù)Q熱器與靜電除塵器入口之間的水平煙道上，第二級低溫?fù)Q熱器布置在增壓風(fēng)機出口，脫硫吸收塔入口之間的煙道中。

高溫?fù)Q熱器吸收的煙氣余熱用來加熱主凝結(jié)水，形成低溫省煤器系統(tǒng)，降低發(fā)電汽耗；..級低溫?fù)Q熱器用來控制進(jìn)入電除塵的煙氣溫度，使得電除塵的除塵效率.優(yōu)，第二級低溫?fù)Q熱器用于深度降低煙氣溫度（到80℃），達(dá)到深度回收煙氣余熱的目的，同時在系統(tǒng)安全運行的情況下，.大限度的節(jié)約脫硫塔工藝用水量。..級低溫?fù)Q熱器與第二級低溫?fù)Q熱器吸收的熱量，通過二次熱媒水引入空氣換熱器，用于加熱冷二次風(fēng)，達(dá)到提高煙氣品質(zhì)的目的。

3）關(guān)鍵設(shè)備

1）高溫?fù)Q熱器：將空預(yù)器出口的煙溫由164.3℃（二次風(fēng)溫升高所致）降到 111℃（綜合考慮高溫?fù)Q熱器安全運行，與后續(xù)換熱器提高煙氣品質(zhì)的能力）。

2）..級低溫?fù)Q熱器：將高溫?fù)Q熱器出口煙溫由111℃降至95-110℃之間，實際根據(jù)現(xiàn)場運行工況調(diào)整，可有效的提高電除塵的除塵效率，減少粉塵排放。

3）第二級低溫?fù)Q熱器：將脫硫吸收塔入口煙溫由115℃（電廠實際風(fēng)機溫升在10℃以上）降至92℃，在保證安全運行的情況下，有效的節(jié)約脫硫塔工業(yè)用水量。

4）空氣加熱器：布置在冷二次風(fēng)道上，由于冷二次風(fēng)道位于爐膛底部，安裝空間受到爐膛鋼架及檢修平臺限制，設(shè)計將冷二次風(fēng)由23℃加熱到70℃。

4）項目總投資與施工周期

本項目采用合同能源管理方式，單臺機組總投資約6000萬元，施工周期約60天。

3.創(chuàng)新點

該項目屬于熱力發(fā)電廠鍋爐煙氣余熱深度利用技術(shù)創(chuàng)新，在鍋爐尾部煙道中布置一級高溫?fù)Q熱器、兩級低溫?fù)Q熱器，高溫?fù)Q熱器布置在空預(yù)器出口與靜電除塵器入口之間的水平煙道上，..級低溫?fù)Q熱器布置在高溫?fù)Q熱器與靜電除塵器入口之間的水平煙道上，第二級低溫?fù)Q熱器布置在增壓風(fēng)機出口，脫硫吸收塔入口之間的煙道中。達(dá)到了降低供電煤耗、節(jié)能量.大、提高電除塵效率、防止 SCR 投入后空預(yù)器堵塞和腐蝕的綜合效果。

四、實施效果

1.改造前后技術(shù)指標(biāo)對比、運行情況對比

改造后，進(jìn)入空預(yù)器的冷風(fēng)溫度提高，空預(yù)器換熱情況發(fā)生變化，空預(yù)器出口排煙溫度升高，空預(yù)器出口煙氣溫度由120℃上升到165℃左右，避免空預(yù)器換熱元件的低溫段腐蝕和堵塞問題。冷二次風(fēng)溫由 23℃升高至70℃，使得帶入爐內(nèi)的熱量增加，空預(yù)器出口熱風(fēng)溫度升高5℃，鍋爐效率提高。

2.項目經(jīng)濟(jì)性分析

進(jìn)行排煙余熱回收改造后，節(jié)煤量4.26g/kWh，節(jié)約標(biāo)煤量14950噸/年，減少CO2排放量37000噸/年；減少工藝用水量29萬噸/年。該項目..在國內(nèi)燃煤電廠利用煙氣余熱回收技術(shù)（高低溫?fù)Q熱器+ 暖風(fēng)器），并成功實施，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和安全效益，綜合效益良好。

—— 案例編撰來自于國家能源集團(tuán)