一、必要性和可行性

排煙熱損失是鍋爐各項熱損失中最大的一項，一般約為5%~12%，占鍋爐熱損失的60%~70%。影響排煙熱損失的主要因素 是排煙溫度，一般情況下，排煙溫度每增加 10 ℃，排煙熱損失增加0.6% ~I .0%，相應多耗煤1.2% ~2.4%。若以燃用熱值為20 000 kJ/kg煤的410 t/h高壓鍋爐為例，則每年多 消耗近萬噸動力用煤。我國許多電站鍋爐 的排煙溫度高于設計值，約比設計值高20~50℃。所以，降低排煙溫度對于節(jié)約燃料、降低污染具有重要的實際意義 （具體資料見附件資料） 以降低排煙溫度為目的的鍋爐技術(shù)改造的方案較多?？紤]到大多數(shù)電廠鍋爐尾部煙道空間太小，防磨、防腐蝕要求較高，引風機的壓頭裕量不大等實際情況，我們采用利用低壓給水回收鍋爐排煙余熱的低壓省煤器方案，受熱面形式則采用螺旋肋片復合擴展表面蛇形管，并且采用鎳鉻滲層零隙阻換熱管，以便達到在有限空間內(nèi)最大限度降低排煙溫度并保證可靠運行的目的。采用該方案，入爐熱風溫度不受任何影響，且排煙溫度可以根據(jù)季節(jié)和煤質(zhì)進行調(diào)節(jié)。 低壓省煤器及擴展表面強化換熱技術(shù)用于鍋爐尾部受熱面改造是山東大學和焦作市國能換熱設備廠的成熟技術(shù)，已經(jīng)成功應用于國內(nèi)多家電廠鍋爐的節(jié)能改造，在理論上也己發(fā)展到結(jié)構(gòu)系統(tǒng)最優(yōu)化的階段。在山東省，龍囗電廠于1997年6月投運了兩臺低壓省煤器（配2臺100MW機組），至今己運行了八年多，降低排煙溫度（165~135）30℃（且排煙溫度可調(diào)節(jié)），取得顯著效益。2003年龍口電廠200MW機組#5、#6爐采用低壓省煤器降低排煙溫度45℃，煤耗降低4.95g/kwh。威海電廠#2鍋爐于2003年10月投運了螺旋肋片管低壓省煤器（配125MW），降低排煙溫度（167~142）30℃，降低發(fā)電煤耗3.36 g/kwh。威海電廠#1鍋爐于2006年3月設計加裝低壓省煤器，濟寧運河電廠137MW機組#1、#2爐于2006設計加裝低壓省煤器，投運后降低排煙溫度（163~138）25℃，取得良好的使用效果。山西神頭一電廠200MW機組，#3、#4爐通過加裝低壓省煤器降低排煙溫度（176~156）20℃，取得良好的節(jié)能和環(huán)保效益。貴州黔桂電廠200MW機組#3、#4爐采用低壓省煤器降低鍋爐排煙溫度（176~156）25℃，取得良好的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在山西神頭一電廠#5、#6爐200MW，貴州黔桂電廠#5爐200MW機組，山東白楊河137MW機組（循環(huán)流化床），華能?？陔姀S125MW鍋爐機組低壓省煤器項目工程進行中，遼寧清河電廠200MW機組和山西古交發(fā)電廠300MW機組也準備采用低壓省煤器降低排煙溫度，實現(xiàn)降低煤耗和脫硫工程需要的目的。 根據(jù)已加裝低壓省煤器電廠使用情況，在進行熱力計算和技術(shù)經(jīng)濟比較的基礎上，得出以下可行性結(jié)論； 1）鍋爐尾部煙道空間可以安排布置開全部低壓省煤器受熱面； 2）汽輪機的熱力系統(tǒng)及參數(shù)適于進行低壓省煤器的改造； 3）設備投資節(jié)省，回收期很短，技術(shù)經(jīng)濟可行； 4）擴展表面制造工藝和質(zhì)量己全部過關(guān)。

綜上所述，加裝低壓省煤器降低排煙溫度的鍋爐改造，不僅具備必要性、緊迫性，而且具備了可行性。

 二.系統(tǒng)介紹

 并聯(lián)于回熱系統(tǒng)的低壓省煤器，其進口水取自低加出口，進入低壓省煤器的凝結(jié)水吸收排煙熱量。這種熱力系統(tǒng)，低壓省煤器的給水跨過若干級加熱器，利用級間壓降克服低壓省煤器本體及連接管道的流阻，不必增設水泵，捉高了運行經(jīng)濟性、可靠性，同時也自然地實現(xiàn)了排煙余熱的梯級利用。 低壓省煤器的總體布置采用了雙煙道錯列管排逆流布置，實現(xiàn)了介質(zhì)、煙氣的逆向流動，一方面可大大提高低壓省煤器的傳熱系數(shù)，解決布置危機；另一方面，可使排煙溫度的降低不受介質(zhì)出口水溫的限制，最大限度地降低排煙溫度。 低壓省煤器傳熱元件采用螺旋肋翅片管，螺旋肋片與母管的焊接工藝為高溫釬焊鎳基滲層，接觸熱阻幾乎為零。 上述結(jié)構(gòu)與尺寸的組合，經(jīng)長期設計實踐及運行實績表明，具有較高的總傳熱系數(shù)和防止磨損、堵灰的綜合性能。同時，在煙氣流阻限制較嚴格的情況下，可使煙氣側(cè)流阻控制在允許值之內(nèi)。

三.技術(shù)特點

 1.低壓省煤器的水流量可調(diào)節(jié) 為提高系統(tǒng)的安全、可靠性，低壓省煤器的水側(cè)不增加水泵，其流動阻力借助級間壓力降來克服。可以通過調(diào)節(jié)，獲得任意需要的低省過水流量。

2. 低壓省煤器的壁溫可控制，可確保壁溫略高于煙氣露點，不發(fā)生低溫腐蝕。

3.現(xiàn)運行中，一般鍋爐引風機在滿負荷下壓頭裕量不多，即使考慮到排煙溫度降低，可使煙氣流阻減少，對新裝低省的流阻限制也十分嚴格。本改造采取多項措施降低煙氣壓降，使之滿足鍋爐引風機運行要求。

4. 省煤器的磨損問題是國內(nèi)外各電廠鍋爐普遍存在的問題，也是本次改造要考慮的技術(shù)要點之一。采取多項措施，改善低壓省煤器的磨損狀況，確保低壓省煤器的磨損壽命不低于8～10年。

四．經(jīng)濟效益計算分析

以濟寧運河電廠為例，經(jīng)濟效益計算結(jié)果如下： 機組效率相對提高值： δηi = (%) 熱耗率降低值： δq =δηi ×q = 0.970×8538 = 82.81 (kJ/kwh) 標準煤耗降低值： δbs = ( g / kwh ) 式中 ηb —鍋爐效率，ηgl=90.95% ηgd —管道效率，ηgd=0.98 年節(jié)標煤量： ΔBb=cPτδbs =0.65×137000×5500×3.17×10-6 = 1554 ( t ) 式中 c—年均負荷率，c=65% P—機組額定功率，P=137000 kw τ—機組年運行小時數(shù)，τ=5500 時 年經(jīng)濟效益： (萬元)

以上經(jīng)濟效益計算結(jié)果表明，本工程項目的投運，可降低機組的標準煤耗3．17 g/kwh，年經(jīng)濟效益達115萬元，項目的全部投資僅需約一年即可收回，運行一年后，電廠將以每臺鍋爐超過115萬元的年收益取得回報。因此本項目具有很高的產(chǎn)出投入比。

五.結(jié)論：

1. 采用螺旋肋片管低壓省煤器可解決發(fā)電廠鍋爐的排煙溫度偏高問題。 2. 以137MW機組為例，每臺機組改造后熱耗率降低，標準煤耗減少約3.17 g/kWh，年經(jīng)濟效益達115萬元，投資回收年限（按保守計）約一年。