宋 哲
(华能嘉祥发电有限公司，山东 济宁 272400)
新增低低温省煤器的节能效果和
实施改造
1 燃煤发电厂节能降耗改造背景
随着我国经济、能源形势的发展，当前燃煤发电厂，特别是经济性较差的燃煤发电厂将面临更为严峻的节能降耗考验和市场竞争形势，突出表现在如下几个方面。
1.1 节能减排是约束性指标
为全面推进燃煤电厂节能改造，推进煤炭清洁化利用，加快能源技术创新，国家相继出台了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014—2020)》(发改能源〔2014〕2093号)和《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》(环发〔2014〕164号)等文件，明确提出加快现役燃煤发电机组超低排放和节能改造，到2020年现役燃煤发电机组改造后的平均供电煤耗应低于310?g/kWh。
该文件的出台，对煤电行业的节能改造工作提出了更为严格的要求，煤电行业的发展面临更大的机遇和挑战，这表明节能减排已成为燃煤发电企业生产的约束性指标。
1.2 电量调度向节能调度过渡
2007年8月，国务院转发了由国家发改委、环保总局、电监会、能源办制定的《节能发电调度办法》(国办发〔2007〕53号)，对于燃煤机组按照能耗水平由低到高排序，并据此进行电量调度。随着电力供求矛盾的逐步缓减，新的电源点不断投运，高能耗燃煤发电企业的生产和发展将受到限制，其经营形势变得非常严峻，将面临激烈的竞争。2015-12-31，国家发改委发布了《关于完善煤电价格联动机制有关事项的通知》(发改价格〔2015〕3169号)，2016-01-01开始实施，燃煤发电上网电价全国平均下调3分钱。这对燃煤电力企业均为负向影响，企业经营风险加大；再加上电力交易市场的放开，一些弱势企业可能面临被淘汰的风险。电力企业只有多发电才有效益，电量调度由铭牌调度逐渐向节能调度过渡，随着节能降耗改造成为燃煤发电企业能够发电和保证发电量的入场券和硬指标，电力企业只有对外不断争取市场份额，对内进行技术更新和改造，最大限度地降低能耗，才能在
〔摘 要〕 介绍了我国严格的节能降耗要求和严峻的市场经营形势，指出了增加低低温省煤器的必要性和优越性，阐述了低低温省煤器的系统结构和热工控制逻辑，提出了低低温省煤器的改造方法，并对改造效果进行了分析。
〔关键词〕 低低温省煤器；改造；节能降耗
作者简介：
苏 文(1987—)，男，助理工程师，主要从事1?000?kV 及500?kV 变电一次设备检修维护工作，email:suwen0706@https://www.doczj.com/doc/207621612.html,。
黄道均(1986—)，男，助理工程师，主要从事1?000?kV 及500?kV 变电一次设备检修维护工作。
王志鹍(1969—)，男，助理工程师，主要从事1?000?kV 及
500?kV 变电一次设备检修维护工作。
刘 流(1988—)，男，助理工程师，主要从事1?000?kV 及500?kV 变电一次设备检修维护工作。
过 羿(1989—)，男，助理工程师，主要从事1?000?kV 及500?kV 变电一次设备检修维护工作。
王 锰(1988—)，男，助理工程师，主要从事1?000?kV 及500?kV 变电一次设备检修维护工作。
激烈的市场竞争中生存和发展。
2 深度降低排烟温度的节能效果及优越性
传统理论和以前的技术经济分析结果认为，电厂锅炉的排烟温度在120—140?℃内较佳。与传统理论和以前技术经济分析所依据的基础数据相比，目前能源价格要求发生了巨大的变化，从经济性方面考虑，应选用更低的锅炉排烟温度。因此，从节能减排和经济性考虑，深度降低排烟温度是目前电厂锅炉节能减排技术发展的必然选择，为电厂锅炉节能开辟了新途径。
?目前，电厂锅炉深度降低排烟温度正成为一种趋势。经计算，在锅炉排烟温度145?℃下，增设低低温省煤器后，排烟温度完全可以降低至90?℃，降低幅度不低于55?℃，仅此1项，机组供电煤耗降低值约为5?g/kWh，并且对于锅炉的正常运行不产生负面影响。根据调研，某区域公司制定相关技术改造方案，并在所属各电厂1?000?MW，600?MW，300?MW，145?MW及以下类型机组完成了深度降低排烟温度的改造，将锅炉排烟温度从145?℃降至85?℃(平时运行保持90?℃)，平均节省标准煤耗2.0—4.9?g/kWh。对电厂锅炉排烟系统进行改造具有如下优点：
(1)?降低排烟温度，提高凝结水温度，减少资源浪费，提高锅炉效率；
(2)?通过降低排烟温度，减小排烟体积流量和烟尘比电阻率，提高除尘效率；
(3)?通过降低排烟温度，改善风机、除尘器工作环境，提高机组安全性。
3 新增低低温省煤器的改造原则
为深度降低锅炉排烟温度，拟采用新增低低温省煤器的改造措施，其改造原则如下。
(1)?可靠性原则。新增低低温省煤器不影响机组原系统的安全稳定运行，不会对烟道及其他设备造成腐蚀。
(2)?经济性原则。在运行可靠的前提下，尽可能增大换热温差，减少换热面的面积和设备重量，减少设备投资。
(3)?优化原则。争取回收热量的能级最高，最大限度提高机组的热效率。
4 低低温省煤器的工作原理及系统布置
低低温省煤器作为一种回收烟气余热的设备，其工作原理是利用烟气加热汽机凝结水，实现烟气余热的回收。根据机组特点对系统进行合理布置，可达到降低烟气温度、升高凝结水温度的目的。烟气从空气预热器流出后进入低低温省煤器，在低低温省煤器壳体内自下向上横向穿过低低温省煤器蛇形管束。低低温省煤器冷却水取自低省循环泵出口管道，在低省循环泵的作用下经低省给水管道进入低省进口集箱，再通过进口集箱分流后进入蛇形管，与流经管外侧的烟气进行换热。凝结水从蛇形管流出后，在出口集箱汇合，然后经回水管道返回凝结水管道，最后进入除氧器。
烟气和冷却水为逆流换热，实现水和烟气的逆向流动，一方面可大大提高低低温省煤器的换热系数，降低低低温省煤器钢材耗量；另一方面，可使排烟温度的降低不受出口水温的限制，最大限度地降低排烟温度。
由于凝结水温度较低(40—50?℃)，直接将凝结水通入低低温省煤器，会造成低低温省煤器壁温过低而引起严重腐蚀。为解决腐蚀问题，本系统设置了再循环回路，即从低低温省煤器出水管道引出一部分热水，使其预热低省循环泵来的低温水，待水温达到70?℃(水温可调节)后再进入低低温省煤器，与烟气进行换热。
低低温省煤器本体设备布置在空预器出口至电除尘入口的烟道内，充分利用现有空间位置，采用顺列逆流、蛇形管屏形式。
低低温省煤器本体采用模块式管箱结构，管箱采用独立小集箱，独立小集箱进出口设计手动闸阀，可单独解列。当省煤器管屏局部泄漏时，可通过独立小集箱解列泄漏部分，其他部分照常运行。
低低温省煤器本体各组均沿烟气流动方向分成高、低温2段，高、低温段之间布置声波吹灰器。
为保证低低温省煤器的安全、高效运行，设计了低低温省煤器温度自动控制系统。该系统主要由测温元件、电动调节阀和相关控制元件组成。当出口烟温发生变化时，系统自动计算并调节进入低低温省煤器的水量，控制低低温省煤器出口烟温在设
计范围内。利用测温元件监测低低温省煤器进水温度，当进水温度偏离设计值时，系统自动计算并调节温度补偿回路上的电动调节阀开度，使低低温省煤器进口水温保持在设计范围内。通过温度控制装置，对低低温省煤器进口水温和出口烟温进行自动调节和控制，提高低低温省煤器对负荷、煤种、季节的适应性。
5 热工控制逻辑
5.1 水温控制
当系统投用时，低低温省煤器来水取自2部分：7号低加出口凝结水和8号低加入口凝结水。通过8号低加入口至低省调节阀、再循环调节阀，控制混水温度在70?℃，然后进入低低温省煤器本体。低低温省煤器系统结构如图1所示。
当低低温省煤器系统投用时，7号低加出口至低省调节阀全开，低省至5号低加出口调节阀全开。低低温省煤器入口水温的设定值为70?℃。在低低温省煤器入口水温偏离设定值时，按以下方式控制。
(1)?在7号低加出口水温高于设定值的情况下，当低低温省煤器入口水温高于设定值时，增大8号低加入口至低省调节阀开度；当低低温省煤器入口水温低于设定值时，减小8号低加入口至低省调节阀开度。即通过8号低加入口至低省调节阀控制低省入口水温为设定值。
(2)?在7号低加出口水温低于设定值的情况下，
当低低温省煤器入口水温高于设定值时，减小再循环调节阀开度；当低低温省煤器入口水温低于设定值时，增大再循环调节阀开度。即通过再循环调节阀控制低省入口水温为设定值。
(3)?为防止调节阀开/关过快造成系统不稳定，?8号低加入口至低省调节阀、再循环调节阀输出控制设置延时控制，使设备更加安全可靠运行。5.2 烟温控制
低省循环泵设计为变频泵，低低温省煤器投用时，通过低省循环泵频率调节凝结水流量，控制低低温省煤器烟气的出口温度始终处于设定值。为保证通过低低温省煤器受热面烟气均流，在烟气入口侧加装烟气导流和均流装置。
6 现役低低温省煤器各类形式及优缺点分析
以上叙述的是现役低低温省煤器中的一种，以下将根据安装位置、是否联合暖风器的各种分类形式及各自优缺点列举现役低低温省煤器。
(1)?低低温省煤器不联合暖风器，安装在空预器和除尘器之间，与低加并联。
优点：能降低发电煤耗，降低烟气排放，同时减小粉尘比电阻，提高电除尘的除尘效率，减少粉尘排放。
缺点：通过低低温省煤器的烟气没有经过除尘，含尘浓度高，工作环境恶劣，所以存在积灰、磨损、腐蚀、泄漏等风险。
图1
低低温省煤器系统
建议检修时增加吹灰装置、加强防磨检查、增加泄漏检测手段。
(2)?低低温省煤器联合暖风器1级布置，安装在空预器和除尘器之间，与低加并联。
同样具备上述低低温省煤器所列的特点，同时还存在暖风器换热面内凝结水流速低、极寒天气易冻结、泄漏的隐患。
(3)?低低温省煤器不联合暖风器，安装在电除尘后，引风机出口、脱硫吸收塔入口的垂直烟道上，与低加并联。
优点：经过除尘后的烟气含尘浓度大大降低，低低温省煤器的工作环境改善，所以积灰、磨损的理论上，这种方式对于改造机组是相对完善的，既节能，又能起到减排环保的作用；但是系统复杂，投资成本高，运行和检修工作量大。
7 结束语
随着我国经济、能源形势的发展，燃煤发电机组节能降耗改造日益提上日程，并成为电力行业参与市场竞争的入场券。燃煤发电机组增加低低温省煤器的改造工作已经在进行中，其效果也显而易见。新投产的火电机组在建造时就已经安装了低低温省煤器。现役低低温省煤器有几种形式，在运行中各