深度冷却是可行的。电厂高效机组改造方案简介电厂锅炉在管式空气预热器与回转式空气预热器之间的烟道加装低温级翅片管省煤器后，仍存在定空间，在此加装适当面积的烟气水加热器，称之为烟气加热器。从机组回热系统给水管道中级加热器出口处引出根旁路水管道，将水引进烟气加热器中利用锅炉尾部烟气的余热加热升温，再返回回热系统中，如图所示。改造方案利用了锅炉烟气余热，降低了排烟温度，但同时对于回热系统来说，却排挤了抽气份额，回热循环效率下降，因此，改造方案对整机经济性的影响需要进行专门的讨论分析。管式空气预热器回转式空气预热器低温省煤器烟气再热器烟气烟气加热器在锅炉布置中的简图图改造方案热力系统图改造方案Ⅲ整机经济性定性分析锅炉尾部加装烟气给水加热器的改造方案涉及锅炉和回热系统两方面的因素。方面，加装烟气加热器后锅炉排烟温度降低，锅炉排烟热损失减小，锅炉效率提高另方面，由于从给水旁路来水经锅炉尾部烟气加热后返回回热系统，排挤回热系统的回热抽汽量，造成回热循环效率下降。因此，对改造方案对整机经济性的影响分析是个非常复杂的问题。在分析加装烟气加热器的经济性时，把烟气加热器在锅炉尾部吸收的热量视为余热利用，将给分析过程带来很大的方便。排烟余热经烟气加热器回收利用于回热系统，是个典型的热水携带热量进出系统的问题，用等效焓降法分析其经济性非常简便。现以简化热力系统图进行分析。假设系统共有段抽汽和相应级加热器，从级加热器出口引出旁路水进入烟气加热器，流经烟气加热器的水量为，相对于新蒸汽的份额为式中气轮机汽耗量图改造方案机组部分示意简图该份额旁路水在烟气加热器中吸收热量，升温后携带热焓返回热系统的级加热器出口给水管道，应用等效焓降法,按照热水携带热量进出热力系统进行分析。根据等效焓降法原理，份额为的热水从级加热器出口引出系统作功损失为温度为，份额的热水进入级加热器的出口给水管道时，其作功为。正个系统获得的实际作功收益可由下式求出式中烟气加热器出口水焓级加热器出口水焓η加热器抽汽效率给水在加热器中的焓升，。装置热经济性的相对提高率可表示为式中新蒸汽的作功由式可以看出，从系统收益的角度，值越大，经济性越高，值的选取最好能大于或至少等于的数值。烟气加热器有关参数选择的讨论烟气加热器的参数选择主要包括旁路水引出点的选择旁路水返回回热系统汇合点的选择及烟气加热器出口水温的选择等等。路水引出点选择的讨论旁路水引出点的选择其实质是烟气加热器入口水温的选择，由公式看出，该系统的实质是将排烟余热分级利用于到之间的各个能级上。烟气加热器的单位工质热负荷计算如下公式改写为式中烟气加热器热量利用的平均抽汽效率，可按下式计算。由公式可知，在旁路水流量和烟气加热器面积不变的条件下，烟气加热器的热经济性取决于和的大小，若引出点焓值较小，则排烟余热利用充分，增大，烟气加热器热经济效益也较大反之，若值较大，则各级到之间的平均抽汽效率增加，增大，而排烟余热的利用不充分。因此，的选择存在个最佳值。路水经烟气加热器加热后返回回热系统汇合点选择的讨论从热力学角度分析，汇合问题的实质是两股流体在有温差的情况下汇合产生了作功能力的损失，降低了热经济性。因此汇合点的选择问题归结为选择个合适的旁路水与主凝结水混合点，使得在混合点处旁路回水与主凝结水之间的温差最小。从公式可知，若烟气加热器出口水焓小于汇合点凝结水的水焓，则为负值，使得减小，其实质可理解为较低温度的旁路水引入较高温度的级加热器出口，将使级加热器出口水温降低，相应增加了级加热器的抽汽，即增加了较高压力级的抽汽，使得热效率降低。因此，旁路水应选择个在水温与烟气加热器出口水温相接近，且使的地点与主凝结水汇合，热经济性较高。烟气加热器出口水温选择的讨论由公式将对烟气加热器出口水焓求导，若该导数恒为正值，则可认为越大，烟气加热器的经济性的提高越有利。对公式求导得因恒大于，故可知的提高将相应提高机组热经济性。但越大,烟气加热器面积增多,初投资增多,技术经济性未必最佳。因此，存在个最佳值，此时机组的技术经济性较高。电厂加装螺旋肋片管烟气加热器方案设计烟气给水加热器系统设计如下从级加热器出口处抽取水量为温度为的凝结水作为旁路水进入烟气加热器，在烟气加热器中的水加热到从级加热器出口水温为返回回热系统如图所示。表螺旋肋片烟气给水加热器的主要设计参数名称符号单位改造方案Ⅲ管径壁厚横向节距纵向节距横向管排数排纵向管排数排个管片换热面积总换热面积工质流通截面积烟气流通面积入口烟温出口烟温进口水温出口水温烟气流速水流速在螺旋肋片管烟气加热器的设计中，为避免过高磨损，烟气流速般控制在之间，水流速般控制在，设计方案中烟气加热器中烟气水流速均符合要求。第四章改造方案经济性分析及环保效益分析各改造方案改造前后锅炉主要参数的比较分析我们将改造方案Ⅰ方案Ⅱ和方案Ⅲ进行的锅炉校核热力计算结果注方案Ⅲ热力计算中假设加装烟气加热器后汽轮发电机组参数不变与改造前主要设计数据以及运行数据进行比较，列于表。表各改造方案受热面主要参数项目单位原设计原运行值方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ额定蒸发量省煤器烟气进口温度省煤器烟气出口温度省煤器工质进口温度省煤器工质出口温度管式预热器烟气进口温度管式预热器烟气出口温度管式预热器工质进口温度管式预热器工质出口温度低温级省煤器烟气进口温度低温级省煤器烟气出口温度低温级省煤器工质进口温度低温级省煤器工质出口温度烟气加热器烟气进口温度烟气加热器烟气出口温度烟气加热器工质进口温度烟气加热器工质出口温度回转式预热器烟气进口温度回转式预热器烟气出口温度回转式预热器工质进口温度回转式预热器工质出口温度排烟热损失锅炉效率比较表数据可以看出，原光管式预热器改造成螺旋槽管空气预热器的方案Ⅰ后，各热力指标比运行值有较明显的提高，其中热风温度比改造前运行值提高了，达使制粉出力增大煤粉细度增加煤粉更细风粉温度提高并有利于二次风的合理匹配，因而提高锅炉燃烧的稳定性和经济性，机械不完全燃烧损失散热损失灰渣物理热损失都将减小。排烟温度降低到，比运行值降低，排烟热损失减少。锅炉效率比改造前提高了。改造方案Ⅱ可将排烟温度降低到，比改造前实际运行值和方案Ⅰ计算值分别降低了和，排烟热损失分别减少和热风温度比改造前运行值提高了，达锅炉效率比改造前提高了。在排烟温度为的条件下，电除尘器除尘效率可提高到左右，比方案Ⅰ左右有较大提高。改造方案Ⅲ排烟温度降低到，比运行值降低，排烟热损失减少锅炉效率比改造前分别提高了电除尘器效率可望达到以上，从环境保护的角度率有了明显的改善，从提高到，各烟尘和废气排放指标有了明显的降低，其中除尘器出口烟尘浓度下降了个数量级，每年减少烟尘二氧化碳和二氧化硫的排放量分别为。二氧化碳和二氧化硫浓度下降了，每发电可减排二氧化碳，减排效果相当于减少了欧洲家电厂的二氧化碳排放量欧洲家最大的电力公司排放的二氧化碳排放量平均为。以年为例，全国燃煤火电厂装机容量为，若每个电厂二氧化碳都减排，全国每年可减排二氧化碳量为。排烟温度深度冷却，对缓解我国面临减少污染废气和烟尘排放量的压力意义由此可见般。表各改造方案烟尘废气排放指标参数改造前方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ排烟温度锅炉排烟量烟尘量排烟出口初始烟尘浓度除尘效率η除尘器出口烟尘浓度除尘器出口烟尘量二氧化碳排放浓度每电量二氧化碳排放量年二氧化碳排放量二氧化硫排放浓度每电量二氧化硫排放量年二氧化硫排放量第五章结论从以上的比较与分析，锅炉排烟温度的深度冷却，对节能降耗及环境保护都有极大的改善，总结如下改造方案Ⅲ可使锅炉排烟温度从改造前的大幅度下降到，锅炉效率可提高到，每年可节约标煤燃料费用万元在蒸汽耗量不变的条件下，机组可获得附加电功率，年附加功率为，年附加赢利为万元，总经济效益应为万元，汽耗率下降，热耗率减少，标准煤耗率降低在机组发电功率不变的条件下，汽耗率降低，汽耗量减少，热耗率减少，标准煤耗率降低，下降了，年节约标准煤耗量，年节约燃料费用为万元，总经济效益为万元。排烟温度深度冷却至后，随之带来各项污染气体烟尘排放量的大幅度下降，电除尘器除尘效率提高到以上，烟尘排放量降低了个数量级，与锅炉改造前相比每年可减排，二氧化碳二氧化硫年减排和，比原锅炉运行工况下二氧化碳二氧化硫的排放量减少。高效机组系统对于排烟温度的深度冷却是适用的，具有经济效益显著，系统简单等特点。对于降低排烟温度提高整机经济性提高除尘器除尘效率减少污染物的排放量十分有效。但该系统将导致热风温度的下降，虽可降低的排放量，却影响了炉内燃烧工况，需通过其他提高热风温度的方法如增加预热器受热面，调整省煤器受热面加以解决燃煤电厂排烟温度深度冷却的意义，不仅在于提高锅炉机组的热经济性，对于保护环境同样非常有效，能缓解我国在环境保护方面所面临的巨大国际国内压力，是未来电力系统在节能降耗保护环境的工作中可供选择的方法之。改造方案Ⅱ能较好地解决电厂现存的问题，其中排烟温度降低到，排烟热损失减少热风温度比改造前运行值可提高锅炉效率比改造前提高电