CFB鍋低排煙溫度深度節(jié)能課件

1、低壓省煤器在循環(huán)流化床鍋中降低排煙溫度實現(xiàn)深度節(jié)能的可行性分析與實踐報告人：陸萬鵬山東大學第1頁，共35頁。第2頁，共35頁。第3頁，共35頁。第4頁，共35頁。資源有限，節(jié)能無限第5頁，共35頁。主要內(nèi)容國內(nèi)CFB機組降低排煙溫度的必要性CFB鍋爐排煙余熱的回收方案 利用低壓省煤器降低CFB鍋爐排煙溫度的可行性低壓省煤器節(jié)能改造的方案論證 低壓省煤器降低CFB鍋爐排煙溫度的應用實例 結(jié)論 第6頁，共35頁。國內(nèi)CFB機組降低排煙溫度的必要性大型火電機組的節(jié)能減排是目前國家的重要國策煤價上漲發(fā)電成本增加尋求降低煤耗的新技術(shù)排煙熱損失是電站鍋爐各項熱損失中最大的一項 影響排煙熱損失的主要因素是排

2、煙溫度Q2 =5%12% Qr，60%70% QrsTpy 10 Q2 0.6% 1.0%;Bb 1.2% 2.4%第7頁，共35頁。第8頁，共35頁。國內(nèi)CFB機組降低排煙溫度的必要性許多CFB鍋爐排煙溫度偏高 一般Tpy設(shè)計值在130左右， 許多Tpy運行值偏高。采用爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝的CFB鍋爐 尾部煙氣中硫分含量減少，煙氣露點降低， Tpy可以在設(shè)計值基礎(chǔ)上進一步降低由于CFB鍋爐爐內(nèi)溫度一般偏離爐內(nèi)脫硫的最佳溫度要求，脫硫效率低，因此，有些采用濕法脫硫。第9頁，共35頁。降低排煙溫度的必要性受熱面運行于露點以下煙氣側(cè)結(jié)露熱煙氣側(cè)表面積灰煙氣的夾帶作用 冷端煙氣側(cè)換熱面發(fā)生石灰的積聚換熱

3、空間堵塞、GGH漏風 換熱效果的降低回轉(zhuǎn)式GGH耗電量增大，增壓風機電耗增大，廠用電率增加，供電煤耗提高。 濕法脫硫中GGH （氣氣換熱器）系統(tǒng)存在問題第10頁，共35頁。降低排煙溫度的必要性 濕法脫硫現(xiàn)狀：已安裝GGH的機組，有的已取消GGH系統(tǒng)，有的正在采取措施，準備取消該系統(tǒng)。新上機組的濕法脫硫系統(tǒng)幾乎全部選擇了不設(shè)置GGH系統(tǒng)第11頁，共35頁。降低排煙溫度的必要性取消了GGH系統(tǒng)進入脫硫系統(tǒng)的煙氣溫度增加脫硫效率下降最佳的脫硫工作溫度：煙氣溫度8090脫硫系統(tǒng)前噴水減溫增加脫硫工藝水量取消GGH后出現(xiàn)的問題：第12頁，共35頁。降低排煙溫度的必要性若采取脫硫系統(tǒng)前噴水減溫，煙溫由12

4、0130降至90需要大量的減溫水加重了脫硫系統(tǒng)的負擔浪費了煙氣所蘊含的巨大熱量國家的節(jié)能減排政策與企業(yè)的經(jīng)濟效益，需要我們挖潛節(jié)能 我們?yōu)槭裁床焕眠@一能量呢？第13頁，共35頁。降低排煙溫度的必要性CFB鍋爐煙氣露點偏低，具備了深度降低排煙溫度的條件對于采用濕法脫硫的鍋爐，回收脫硫前煙氣的余熱已是必然之舉。有效利用CFB鍋爐排煙余熱，降低排煙溫度實現(xiàn)深度節(jié)能，符合國家的節(jié)能減排政策，并可能使?jié)穹摿蛳到y(tǒng)使用的廠用電量與煙氣余熱再利用所發(fā)的電量抵消，從而可以實現(xiàn)“零能耗”脫硫。第14頁，共35頁。 CFB鍋爐排煙余熱的回收方案 根據(jù)CFB機組的一般現(xiàn)場條件和運行數(shù)據(jù)，采用在鍋爐尾部增設(shè)低壓省煤

5、器，回收排煙熱量，將煙溫由較高的排煙溫度降低到適合于脫硫系統(tǒng)需要的入口溫度，實現(xiàn)深度降低排煙溫度的節(jié)能改造。根據(jù)安裝位置和排煙溫度的水平，低壓省煤器可以分為高溫低壓省煤器和低溫低壓省煤器兩部分。第15頁，共35頁。排煙余熱的回收方案高溫低壓省煤器 煙氣由空氣預熱器排出，經(jīng)過設(shè)置在其后的低壓省煤器受熱面，溫度降低。降低后的煙溫和該低壓省煤器受熱面的最低壁溫均保持在此處煙氣露點之上，以保證煙道與受熱面不發(fā)生低溫腐蝕。低溫低壓省煤器， 設(shè)置在原脫硫系統(tǒng)GGH的位置，將煙溫繼續(xù)降至適合于脫硫系統(tǒng)需要的入口溫度，以實現(xiàn)排煙溫度的深度降低高溫低壓省煤器和低溫低壓省煤器，采取不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)，布置于不同的位置

6、，以簡化系統(tǒng)、提高可靠性和降低成本。第16頁，共35頁。排煙余熱的回收方案圖1 低壓省煤器系統(tǒng)示意圖第17頁，共35頁。排煙余熱的回收方案低壓省煤器回收的熱量，可以有若干用途。根據(jù)工程實踐，該部分熱量通常有兩個用途：（1）對于供熱機組，或者有供熱任務或者附近有熱負荷的機組，低壓省煤器用于加熱供熱用水。這是取得效益最大的一個用途。因為可以取代蒸汽或者其他熱媒，加熱了供熱水，對外產(chǎn)生了效益。（2）沒有供熱負荷時，則可以把這部分熱量輸入本機組的回熱系統(tǒng)。從回熱系統(tǒng)引一路凝結(jié)水，進入低壓省煤器，吸收煙氣的熱量后，再引入回熱系統(tǒng)的適當位置。第18頁，共35頁。利用低壓省煤器降低CFB鍋爐排煙溫度的可行性

7、 布置空間條件 根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，CFB機組GGH原位置或其他的煙道位置有充裕的布置空間，可以布置充足的受熱面。 傳熱元件的選擇 高溫低壓省煤器傳熱元件采用鎳基滲層零隙阻雙縱肋片管。肋片與母管的焊接工藝專門為低壓省煤器設(shè)計，接觸熱阻幾乎為零，抗腐蝕，耐磨損，不易積灰。 低溫低壓省煤器傳熱元件采用搪瓷管或者其他耐腐蝕管。搪瓷管具有優(yōu)良的耐酸堿性及良好的導熱性，耐酸實驗表明搪瓷管的耐酸持續(xù)時間超過同尺寸十個碳鋼管，300激冷實驗表面無變化，保證了搪瓷管受熱面的使用壽命。第19頁，共35頁?？煽啃苑e灰低溫腐蝕磨損第20頁，共35頁。防止積灰 CFB鍋爐尾部煙氣灰分特點高溫的低壓省煤器采用了防積灰性好

8、的鎳基滲層雙縱肋片管，理論研究與實踐表明，其防積灰性能優(yōu)于光管和螺旋翅片管。煙氣灰分經(jīng)過高溫絕熱分離器分離灰分含量低于煤粉爐灰分顆粒度較細第21頁，共35頁。防止磨損 雖然CFB鍋爐煙氣中灰分經(jīng)過了高溫絕熱分離器分離，尾部煙道的煙氣灰分含量低，但防止磨損仍需考慮。采取以下措施：采用大管徑、厚壁管雙縱肋片管采用了鎳基滲層工藝煙氣動力場經(jīng)過數(shù)值計算和優(yōu)化處理，防止煙氣偏流的發(fā)生避免出現(xiàn)煙氣走廊，煙氣偏流和局部漩渦第22頁，共35頁。關(guān)于低溫腐蝕很多機組的CFB鍋爐采用了爐內(nèi)脫硫工藝。由于大部分硫分在爐內(nèi)的脫除，煙氣的硫分含量減少，露點降低，有利于避免高溫低壓省煤器發(fā)生低溫腐蝕。 高溫低壓省煤器的熱

9、力系統(tǒng)采用了進水溫度、流量可調(diào)的供水方式，在設(shè)計進水溫度下，可確保管子最低壁溫高于煙氣露點，不會發(fā)生受熱面的低溫腐蝕。低溫低壓省煤器傳熱元件采用搪瓷管或者其他耐腐蝕管，具有較好的抗低溫酸腐蝕性能。這一元件為允許元件“結(jié)露”創(chuàng)造了條件。第23頁，共35頁。工程經(jīng)驗鍋爐低壓省煤器的工程改造經(jīng)驗表明，改造后，發(fā)電廠的供電煤耗降低25g/kwh，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。因此，增設(shè)低壓省煤器降低排煙溫度，有成熟的經(jīng)驗，技術(shù)上可行。第24頁，共35頁。低壓省煤器獨有的技術(shù)優(yōu)勢（1）可降低排煙溫度6070。這樣大的溫度降低是任何一個其他方案都無法達到的，因此低壓省煤器節(jié)能改造可以取得最大的經(jīng)濟效益。（2）低

10、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(shè)水泵，提高了運行的經(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。第25頁，共35頁。低壓省煤器獨有的技術(shù)優(yōu)勢（3）如果把高溫低壓省煤器設(shè)置在電（布袋）除塵之前顯著降低鍋爐排煙溫度使煙氣體積流量減小，引風機的電流降低，保證了引風機的負荷使煙氣體積流量減小，提高除塵器的效率保證布袋式除塵器免受高溫損害第26頁，共35頁。低壓省煤器獨有的技術(shù)優(yōu)勢（4）本技術(shù)把鍋爐的余熱利用與汽輪機的回熱系統(tǒng)巧妙地結(jié)合起來，對于鍋爐燃燒和傳熱不會產(chǎn)生任何不利影響。 由于低壓省煤器布置于鍋爐的最后一級受熱面（下級空預器）的后

11、面，因此，它的傳熱行為對于鍋爐的一切受熱面的傳熱均不發(fā)生影響。既不會降低入爐熱風溫度而影響鍋爐燃燒，也不會使空氣預熱器的傳熱量減少，從而反彈排煙溫度的降低效果。第27頁，共35頁。低壓省煤器獨有的技術(shù)優(yōu)勢（5）具有良好的煤種和季節(jié)適應性。鍋爐的低壓省煤器的出口煙氣溫度可以根據(jù)季節(jié)和煤質(zhì)進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)節(jié)約煤耗和防止低溫腐蝕的綜合要求。（6）進入脫硫系統(tǒng)之前，煙溫已經(jīng)得到大幅度降低，如果脫硫系統(tǒng)之前需要噴水降溫，則采用低壓省煤器之后，完全可以把脫硫系統(tǒng)之前的噴水降溫停用，節(jié)約了水資源，節(jié)約了用電。第28頁，共35頁。低壓省煤器在降低CFB鍋爐排煙溫度上的應用實例 國內(nèi)某電廠4號機組于2003年7

12、月投產(chǎn)，基本情況如下：鍋爐：哈鍋廠生產(chǎn)的HG-465/13.7-L.PM7型循環(huán)流化床汽 包爐，汽機：哈汽廠生產(chǎn)的C135/N145型汽輪機組。額定蒸發(fā)量：465t/h額定汽溫：540/540。設(shè)計煤種：淄博貧煤運行煤種：山西、山東混煤。鍋爐熱效率：90.50%，設(shè)計排煙溫度（BMCR）：135。第29頁，共35頁。低壓省煤器應用實例改造背景改造前鍋爐運行效率遠達不到設(shè)計值，主要原因是排煙溫度高。根據(jù)電廠運行數(shù)據(jù)，全年鍋爐排煙溫度平均值高達155，最高時超過160，超出設(shè)計值25，影響鍋爐熱效率至少1.5個百分點。為此，電廠決定對鍋爐尾部受熱面進行改造，以較大幅度降低排煙溫度。第30頁，共35

13、頁。低壓省煤器實例-設(shè)計方案介紹第31頁，共35頁。低壓省煤器應用實例低壓省煤器在設(shè)計分水流量下可降低排煙溫度18。根據(jù)煤的含硫量，通過調(diào)節(jié)低壓省煤器的進水溫度，還可對排煙溫度的降低幅度做一定的調(diào)整。管箱組裝后外形總尺為480035001900mm，項目數(shù)值發(fā)電負荷（夏季不抽汽）125 MW鍋爐蒸發(fā)量416 t/h進口煙氣溫度155出口煙氣溫度 137給水入囗溫度89煙側(cè)流阻250 pa表1 低壓省煤器主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計參數(shù) 第32頁，共35頁。低壓省煤器應用實例效益分析 環(huán)境效益 由于本項目的投入，即使在最大負荷、最高排煙溫度下，進入靜電除塵器的煙氣溫度也將降低至137以下，提高了電除塵器的效率，具有良好的環(huán)境效益。 經(jīng)濟效益 采用等效熱降法進行熱經(jīng)濟性分析。將低壓省煤器回收的排煙余熱作為純熱量輸入系統(tǒng)，而鍋爐的有效熱量不變。 本工程項目的投運，可降低機組的標準煤耗1.5 g/kwh，年節(jié)標煤量1009噸。第33頁，共35頁。結(jié)論 采用增設(shè)低壓省煤器方案是針對CFB鍋爐降低排煙溫度，且取消GGH后回收熱量，實現(xiàn)深度節(jié)能的最佳方案。對于采用爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝的CFB鍋爐，煙氣的硫分含量減少，露點降低