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电站锅炉余热回收
燃煤电站锅炉暖风器余热回收
一、项目概况
      燃煤电站锅炉冷空气直接进入锅炉尾部的空气预热器,在环境温度较低的情况下,往往会造成空气预热器低温腐蚀,在我国北方部分地区冬季气温往往低至-20℃~-30℃,因此这种现象在北方电厂尤为明显。为了解决这个问题,可以在一、二次风机与空预器之间的风道上增加暖风器,利用汽轮机的低压抽汽预热空预器前一、二次进风,提高空预器进口空气温度,使空预器壁面温度升高,以避免空预器出现低温腐蚀的情况,同时提高空预器出口空气温度。在避免低温腐蚀问题的同时,回收利用的低压蒸汽部分热量被一、二次风重新送入锅炉炉膛内,这部分热量再传递给高压蒸汽,可减少燃煤的消耗,因此还会起到节能降耗的作用。
二、技术优势
* 预防低温腐蚀的优化设计
* 换热器阻力优化设计,不影响炉膛负压运行
* 定制化方案,现场测量数据,优化配置系统
* 节能率高,投资回收期短,一般1~2年回收成本
三、燃煤电站锅炉暖风器
 
燃煤电站锅炉暖风器
设计说明:
(1)暖风器采用的汽轮机低压抽汽,如果有较大的过热度,设计时考虑到换热能力的差异,建议可将抽汽喷水减温至微过热状态;
(2)为适应锅炉负荷、环境温度变化等各种工况,控制系统采用无人值守的自动调节系统;
(3)为提高热能利用率,增加余热回收出力调节装置,装置采用疏水侧流量调节方式,以控制蒸汽进汽量;
(4)暖风器的疏水进入电厂凝结水系统。
四、节能效益计算
      根据某电厂1台1000MW机组的电站锅炉参数对暖风器进行了热力计算,按冬季进风温度-20℃,对比BMCR,75%BMCR,50%BMCR和30%BMCR负荷下节能量的计算结果如下:
表1 节能效益计算结果
序号 名称 单位 BMCR 75%BMCR 50%BMCR 30%BMCR
1 进入炉膛空气量 kg/s 861.60 773.80 628.10 402.00
2 耗煤量 kg/s 101.03 80.44 56.33 34.50
3 烟气量 kg/s 1023.23 897.74 713.53 453.5
4 烟气比热 kJ/(kg℃) 1.11 1.11 1.11 1.11
5 空气比热 kJ/(kg℃) 1.005 1.005 1.005 1.005
6 冬天进风温度 -20 -20 -20 -20
7 暖风器出口温度 25 25 25 25
8 需吸收热量 kW 38965.86 34995.105 28405.8225 18180.45
9 散热量 % 5 5 5 5
10 煤粉发热量 kJ/kg 23470 23470 23470 23470
11 节约燃煤量 kg/s 1.66 1.49 1.21 0.77
12 0.7MPa300℃蒸汽焓 kJ/kg 3056.92 3056.92 3056.92 3056.92
13 0.7MPa饱和水焓 kJ/kg 721.02 721.02 721.02 721.02
14 0.7MPa蒸汽耗用量 t/h 60.05 53.93 43.78 28.02
15 汽轮机低压缸排汽焓 kJ/kg 2566.67 2566.67 2566.67 2566.67
16 抽气发电量 kWh 8014.54 7197.83 5842.54 3739.37
17 发电效率 % 42% 42% 42% 42%
18 多耗燃煤量 kg/s 0.81 0.73 0.59 0.38
19 总节约燃煤量 kg/s 0.85 0.76 0.62 0.40
20 煤价 元/t 500 500 500 500
21 每小时节约燃料费 423.60 380.43 308.80 197.64
22 年运行小时数 h 2000.00 2000.00 2000.00 2000.00
23 年节约燃料费 万元 84.72 76.09 61.76 39.53
24 年节约标煤 t 4884.81 4387.03 3560.99 2279.13
五、方案主要设备及流程
      根据换热流体的特点和制造、安装的便捷,该空气-蒸汽换热器比较优化的型式是采用高效换热元件——翅片管。空气在管外冲刷受热面,管内蒸汽冷凝换热,为满足最大负荷需要,按照锅炉额定出力计算(低负荷时更加可以满足要求),设计参数如下:
表2 暖风器设计参数表
换热器类型 风道式气-汽换热器
换热管材料 20g(GB3087)
设计压力 1.6MPa
设计温度 380℃
出水温度 <160℃
水流量 60 t/h
进口风温 -20℃
出口风温 25℃
空气流动阻力 <400 Pa
换热器受热元件型式 翅片管
冷凝水处理 疏水阀
换热器尺寸 按现场需求设计
 
从系统设计出发,需考虑以下几点:
(1)更换换热器后空气侧阻力会小幅增加,设计中,气体流速控制在8m/s左右,确保阻力在400Pa之内;
(2)系统温度调节为全自动无人值守控制。
六、风险分析
针对以上的方案,对增加系统带来的风险进行分析:
(1)系统安全性:新增系统汽源来自蒸汽母管,不会发生超压危险,保证系统安全运行;
(2)空气阻力的增加:系统中增加换热器势必会增加送风管道的阻力,但是由于换热器压阻小于400Pa,送风机压头满足要求;
(3)暖风器泄露:水平安装时设备配有疏水口及水封;竖直安装时,在设备下部管道最低处安装疏水口及水封;
(4)暖风器腐蚀:管外空气被加热,不会产生冷凝水,不会发生腐蚀现象;
(5)积灰:暖风器管外为洁净空气,不会发生积灰现象。
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