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1 降低排烟温度节能研究的背景
大型火电机组的节能减排是目前国家的重要国策，近年来，不断恶化的大气环境严重影响人们身体健康，同时国家节能减排的标准相对较为苛刻，开始适度控制新建燃煤机组的建设。燃煤发电机组的未来发展面临着前所未有的生存压力，各燃煤发电机组开始积极主动寻求降低煤耗的新技术、新方法，并加大了相关的资金投入。
目前国内火电机组的锅炉排烟温度大都在110℃～130℃之间。理论上，对于排烟温度为110℃～130℃的锅炉，传统的理念认为已经满足要求了，已经比较低了，继续降低就可能出现腐蚀等不可靠因素的出现。但是国家要求的烟气环保指标的提高，必须在尾部增设脱硫装置。而湿法脱硫的最佳工作温度为80℃～90℃。从110℃～130℃的烟气温度降低到80℃～90℃，其中蕴含着大量的热量。有效利用锅炉排烟余热，降低排烟温度实现深度节能，符合国家的节能减排政策，并可能使湿法脱硫系统使用的厂用电量与烟气余热再利用所发的电量抵消，从而可以实现“零能耗”脱硫。
2 国内外低温省煤器目前的应用情况及安装位置
2.1 低温省煤器目前的应用情况
某660MW级机组电厂的锅炉排烟设计温度为127℃左右，但由于受燃料特性改变及运行环境变化，锅炉实际运行排烟温度也将会改变。虽然加装低温省煤器后烟气阻力有所上升，但烟气阻力的耗电量还不到节约成本的10%-20%，因此低温省煤器能有效提高机组效率、节约能源，减少生产成本，具有良好的应用前景。
（1）目前在国内数十家电厂的上百台机组上安装了这种低压省煤器的系统。以通辽发电厂为例，通辽发电总厂3号锅炉系哈尔滨锅炉厂生产的HG-670/140-HM12型超高压自然循环煤粉炉，配200MW汽轮发电机组， 锅炉排烟温度达到160～170℃。在3号锅炉尾部空气预热器后安装东北电力科学研究院锅炉所设计的余热回收系统装置后，锅炉排烟温度降低到135℃左右，显著提高了全厂热经济性指标，达到节煤、降耗的目的。 [本文转自DylW.Net专业提供代写教学论文和职称论文的服务，欢迎光临Www. DylW.NEt点击进入001lunwen.com __ 论 文网]
山东某龙口发电厂，两台容量100MW发电机组所配锅炉是武汉锅炉厂设计制造的WGZ410/100—10型燃煤锅炉，由于燃用煤种含硫量较高，且锅炉尾部受热面积灰、腐蚀和漏风严重，锅炉排烟温度高达170℃，为了降低排烟温度，提高机组的运行经济性，在尾部加装了低温省煤器。
（2）国外低温省煤器技术较早就得到了应用。德国科隆Nideraussem 1000MW级褐煤发电机组采用分隔烟道系统充分降低排烟温度，把低温省煤器加装在空气预热器的旁通烟道中，在烟气热量足够的前提下引入部分烟气到旁通烟道内加热锅炉给水。
日本的常陆那珂电厂采用了水媒方式的管式GGH。烟气放热段的GGH布置在电气除尘器上游，烟气被循环水冷却后进入低温除尘器（烟气温度在90～100℃左右），烟气加热段的GGH布置在烟囱入口，由循环水加热烟气。烟气放热段的GGH的原理和低温省煤器一样。
国内大部分工程和日本的情况相类似，锅炉设计排烟温度不高（125℃左右），经过低温省煤器后烟气温度可降低到85℃左右。
2.2 低温省煤器安装位置
由于低温省煤器的传热温差低，因此换热面积大，占地空间也较大，所以在加装低温省煤器时，需合理考虑其在锅炉现场的布置位置。
2.2.1 低温省煤器布置在除尘器的进口
日本的不少大型火电厂，如常陆那珂电厂（1000MW）和Tomato-Atsuma电厂（700MW）等都有类似的布置。管式的GGH烟气放热段布置在空预器和除尘器之间。管式GGH将烟气温度降低到90℃左右，除尘器的飞灰比电阻可从1012Ω-cm下降到1010Ω-cm，这样可提高电气除尘器的运行收尘效率。低温省煤器布置在除尘器的进口，除尘器下游的烟气体积流量降低了约5%，因此其烟道、引风机、增压风机等的容量也可相应减少，降低了运行厂用电。据计算，每台660MW级机组节约引风机和增压风机厂用电共约1000kW。需要指出的是除尘器和风机的选型仍应该考虑125℃低温省煤器未投运时的情况。
这种布置方式最大的风险是腐蚀。因为经过低温烟气换热器后的烟气温度已经在酸露点以下，除尘器、烟道、引风机、增压风机均存在腐蚀的风险。根据日本的有关技术资料，未经除尘器收尘的烟气中含有较多的碱性颗粒，可中和烟气中凝结的硫酸微滴，低温除尘器及其下游的设备并“不需要进行特别的防腐考虑”，而且日本的不少大机组运行低温除尘器也有良好的业绩，因此，这种布置方式应该是可行的。
2.2.2 低温省煤器布置在脱硫吸收塔的进口
德国一些燃烧褐煤的锅炉将低温省煤器布置在吸收塔入口。低温省煤器将烟气温度从160℃降低到100℃后进入吸收塔，被烟气加热的凝结水再加热冷二次风。
这种方式的低温省煤器实际上起到管式GGH加热器中烟气冷却的作用。烟气经过除尘器后，低温省煤器处于低尘区工作，因此飞灰对管壁的磨损程度将大大减轻。由于烟气中的碱性颗粒几乎被除尘器捕捉，其出口烟气带有酸腐蚀性。但是由于其布置位置在除尘器、引风机、增压风机之后，烟气并不会对这些设备造成腐蚀，因而避免了腐蚀的危险。因为吸收塔内本来就是个酸性环境，烟气离开吸收塔时温度约为45℃。塔内进行了防腐处理。这种布置方式只要考虑对低温省煤器的低温段材料和低温省煤器与吸收塔之间的烟道进行防腐。
采用这种布置方式的缺点是无法利用烟气温度降低带来的提高电气除尘器运行效率、减少引风机和增压风机功率的好处；其次，其布置位置远离主机，用于降低烟气温度的凝结水管道也较长，凝结水泵需克服的管道阻力及电耗也更高。
3 本机组适合安装低温省煤器的有利条件
大唐南京发电厂一期工程2×660MW机组锅炉系哈尔滨锅炉厂制造的2030t/h超超临界锅炉，锅炉设计排烟温度为140℃（THA），锅炉设计效率94.4%。根据搜集到的现有资料，大唐南京发电厂实现深度降低排烟温度的有利条件：
（1）将深度降低排烟温度节能装置的受热面布置在引风机前面，其壁温控制在露点之上，不会发生低温腐蚀。一方面提高了装置的安全性，另一方面烟气在进入引风机之前，经过受热面降温，体积流量减小，可降低引风机功率，减小引风机电耗。
（2）机组的设计炉机参数与煤质非常适合高效回用烟气余热，节能效果显著。本项目实施后，将降低供电标准煤耗值1.2g/kw.h，每年可节约标煤3267吨。
（3）本机组装设排烟深度节能装置后，可在锅炉烟气进入脱硫系统前将排烟温度降至100℃，使得脱硫系统可不设置GGH系统，减少了投资。
基于上述观点，实施深度降低排烟温度技术不仅是可行的，而且是合理的，经济效益巨大。
4 设计方案介绍
4.1 系统
以大唐南京发电厂为例，低温省煤器布置在空预器之后、除尘器之前的水平烟道上，1台炉布置4台低温省煤器，额定工况下可将排烟温度由140℃降至100℃。
低温省煤器工质取自#7低加出口，取水温度73.2℃（THA），水量1194t/h，回水至#6低加入口，回水温度为95.7，提高了回水温度，节省了高品质的回热抽汽，产生较高的节能效果。为保证低温省煤器进口水温为设计的73.2℃，防止直接进入低温省煤器凝结水温偏低，使管束壁温过低，造成严重的低温结露，在进出口管路间设置再循环系统。再循环系统设置两台变频控制的水泵，运行方式一用一备。机组低负荷工况运行时，取低温省煤器出口部分高温水与入口冷水混合，以提高低温省煤器入口水温，保证设备不会因为水温过低带来严重的腐蚀和积灰，以维持系统的工作安全和正常运行。
在低温省煤器进出口母管间设计分流旁路电动调节阀，用来调节省煤器系统入水口的流量。当出口烟气温度小于100℃时，分流支路调阀打开。通过调节调节阀开度，控制省煤器进水流量，进而保持烟气侧出口温度始终不低于100℃，确保烟温降在合理范围内，避免机组低负荷时低温省煤器的腐蚀问题。
4.2 加装低温省煤器后需要考虑
（1）低温省煤器在运行中药管子它的防腐和防烟尘堵塞，需要一定的维护工作量。具体工程可根据已经投运的经验，考虑烟气腐蚀、阻力、磨损和价格等因素选择合适的换热管材料和形式、设置吹灰器和清洗水系统等具体措施。
（2）660MW级机组如采用锅炉引风机和增压风机合并的方案，烟道中布置低温省煤器，则风机的阻力将新增约600Pa，电机的功率增加400KW左右，风机所配套电机的功率在8000KW以下，电厂厂用电系统采用6KV电压等级可以满足启动要求。
5 实施上述方案的可行性
（1）山东大学热力设备节能研究团队和青岛达能动力技术有限责任公司关于降低锅炉排烟温度的工程改造已经近十年，成功完成了数十台各种型号的锅炉降低排烟温度的改造，积累了许多工程改造经验。改造后，锅炉排烟温度降低20℃～40℃，节省供电煤耗1.5～4g/kwh，可以产生巨大的经济效益。
（2）由于受热面布置在电除尘之后，降低了受热面磨损、积灰的可能性。
（3）低压省煤器传热元件采用镍铬渗层零隙阻钎焊螺旋翅片管，接触热阻几乎为零，抗腐蚀，耐磨损。
故该方案无论是技术上，还是经验上都是成熟的。
6 经济性分析
实施本设计方案，可为发电厂带来如下经济效益，以大唐南京发电厂2x660MW超超临界机组为例：
（1）660MW机组在VWO工况运行时，加装低温省煤器后，低加少抽气可以增加发电量约4MW。
（2）低温省煤器回收了部分烟气热量，节约了燃煤，器经济效益非常明显的。烟气换热器回收的热量约为36.13MJ/s；在THA工况下，汽轮机机组绝对效率提高0.24%；全厂发电效率提高0.22%，由此降低发电标准煤耗1.2g/kwh，以750元/t的标煤价计算，若年等效运行小时为5500h，则每台机组全年的燃料成本可下降约750.75万元。
7 本方案的优点分析
（1）深度降低排烟温度30～40℃。这样大的温度降低是任何一个其它方案都无法达到的，因此本方案可以取得最大的经济效益。
（2）把低压省煤器设置在引风机之前，在显著降低锅炉排烟温度的同时，可以使烟气体积流量减小，引风机的电耗降低，保证了引风机的负荷。
（3） 本技术把锅炉的余热利用与汽轮机的回热系统巧妙地结合起来，对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响。
（4）装设低压省煤器，实际上减少了抽汽量，增大了汽机通流部分的通流量，所以可以改善流场的充满度，减少流动损失，提高低压部分的内效率。
8 结语
经分析660MW级机组采用低温省煤器可以通过加热凝结水提高机组热效率，节能、节水效果显著，虽在国内的运用还属于起步阶段，但在国外大机组上的运用已经积累了丰富的经验。随着国内工程的运用和推广，可以积累更多的设计、制造和运行维护经验，进一步降低设备造价，达到“节能减排”，提高经济效益的目的，符合国家节能减排的政策，具有很好的发展前景和应用推广价值。
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