锅炉排烟温度高的原因分析及改造方案

锅炉排烟温度高的原因分析及改造方案

1锅炉低负荷目前，电厂的锅炉中存在着排放温度高的问题，一些老工厂尤其严重。某厂3台220t/h锅炉由于燃煤严重偏离设计煤种、服役时间长、没有吹灰系统等原因,锅炉排烟温度比设计值高出30～40℃,达到165～175℃,导致锅炉效率下降2%～3%。2低压省煤器低温腐蚀低压省煤器就是布置在锅炉尾部空预器后的烟道中吸收排烟余热的受热面,由于工作介质是低压凝结水故称为低压省煤器。利用低压省煤器吸收锅炉排烟余热是一种成熟的节能方法,但低压省煤器的使用范围及使用效果受到烟气含尘量、烟气酸露点的限制,同时也受到汽机回热加热系统的影响。烟气含尘量太大,低压省煤器磨损严重,使用寿命短;烟气酸露点过高容易发生低温腐蚀,导致受热面积灰,影响低压省煤器的安全运行,降低节能效果;汽机回热加热系统的工作效果直接影响低压省煤器的节能效果。防止低压省煤器低温腐蚀主要有两种方法:热力防腐法和有限腐蚀法。热力防腐法就是保证低压省煤器的最低壁温要高于烟气酸露点10℃左右,从而达到防腐和堵灰的目的。实质上就是使低压省煤器处于金属腐蚀速度曲线的最低腐蚀区。优点是防腐效果好;缺点是大幅度降低了烟气余热的利用程度,传热温压小。有限腐蚀法就是保证低压省煤器壁温处在高于烟气中水蒸气饱和温度25℃、小于105℃的范围内(在此范围内金属的腐蚀速度<0.2mm/a,这在工业生产中是可以接受的)。实际上就是把低压省煤器的防腐区从金属腐蚀速度曲线的最低腐蚀区移向次低腐蚀区。优点是余热利用程度较高,传热温压大,可减小受热面、降低成本;缺点是防腐效果没有热力防腐法好。3低压省煤器的推广为了满足环保排放的要求,该厂已对两台炉进行了电除尘改造,改造后,一方面烟道阻力降低了600Pa左右,为安装低压省煤器创造了条件;另一方面烟气灰尘的含量降到了1%以下,消除了烟气含尘量对低压省煤器的磨损,同时提高了低压省煤器的传热效果,有效地降低了低压省煤器的体积和改造成本。另外,该厂烟气中水蒸气的饱和温度为35℃,烟气的酸露点为70℃(根据该厂竣工验收环保检测报告计算得到),有利于低压省煤器的工作。凝结水泵有较大的裕量(达30%左右),能满足加装低压省煤器后凝结水系统对凝结水压头的要求。并且该厂汽机回热加热系统1#低压加热器的加热效果差,凝结水的温升很低,这将更有利于发挥低压省煤器的节能作用。4方案二:以直接规定系统不在系统中安装,并接回热系统低压省煤器安装于锅炉引风机出口烟道内,一方面可以利用烟道空间,有利于安装和检修维护;另一方面能充分利用引风机出口压头,低压省煤器安装后不增加引风机电耗。低压省煤器接入汽机回热加热系统有串联和并联两种方法。串联就是把低压省煤器串接在回热加热系统中,优点是低压省煤器传热温压比较大,金属消耗量相对于并联方法要小,运行操作方便;缺点是系统压降比较大,接入系统时要求有一个最佳接入点,有时系统并不能满足这一要求,因而限制了它在老机组改造上的使用。并联就是把低压加热器并接在回热加热系统的一级或多级加热器上,优点是对余热进行了梯度开发,多级利用,余热利用最科学、最合理;低压省煤器的阻力压降比较小,有利于老机组改造;运行中可以方便地调节锅炉排烟温度。缺点是低压省煤器传热温压小于串联法,传热面积要增大。针对两种防腐和接入方法,结合该厂汽机回热加热系统的情况,采用热力防腐法时,低压省煤器只能采用并联法且并接在3#低压加热器两端。低压省煤器的参数设计大致为:进口水温95℃,出口水温125～130℃左右,出口烟温130℃左右。采用有限防腐法时,低压省煤器也必须采用并联法,并接在2#、3#低压加热器组两端。低压省煤器的参数设计大致为:进口水温为65℃,出口水温为125～130℃左右,出口烟温100℃左右。5回热回热加热td设流经低压省煤器的凝结水量为Ddkg/s,相对1kg新蒸汽的份额为αd=Dd/D,该份额凝结水在低压省煤器中吸收余热,升温后携带热焓td通过并接在低压加热器上返回汽机回热加热系统。汽机回热系统部分参数见表1～2。(1)d的选取低压省煤器并接在3#低加两端,根据等效焓降理论计算,整个热力系统获得的作功收益为:ΔH=αd[(td-t3)×η4+τ3×η3]式中td—低压省煤器的出口水焓;低压省煤器吸收余热,使机组热力系统热经济性相对提高:δη=ΔHH+ΔH×100%δη=ΔΗΗ+ΔΗ×100%考虑到凝结水份额αd过大时,低压省煤器的体积将会很大,改造成本也将很大且不利于安装,因而αd的取值最好在30%～70%之间,现取50%进行计算。低压省煤器出口温度为125℃时,系统热经济性相对提高1.253%,以2002年该机组消耗原煤22.8万t计,一年可节约原煤2856t。折合人民币约52万元(原煤按184元/t计算)。低压省煤器出口温度为130℃时,系统热经济性相对提高1.523%,一年可节约原煤3472t,折合人民币约63万元。(2)热经济性相对提高低压省煤器并接在2#、3#低压加热器组两端,根据等效焓降理论分析计算,整个热力系统获得的作功收益为:ΔH=αd[(td-t3)×η4+τ3×η3+τ2×η2]低压省煤器使热力系统热经济性相对提高:δη=ΔHH+ΔH×100%δη=ΔΗΗ+ΔΗ×100%考虑到凝结水份额αd过大时,低压省煤器的体积将会很大,改造成本也将很大且不利于安装,因而αd的取值最好在30%～70%之间,现取50%进行计算。低压省煤器出口温度为125℃时,系统热经济性相对提高2.671%,一年可节约原煤6089t,折合人民币约112万元;低压省煤器出口温度为130℃时,系统热经济性相对提高2.932%,一年可节约原煤6684t,折合人民币约122万元。低压省煤器在各种工