揭秘節(jié)煤4.9g/kWh的煙氣余熱高品位回收利用技術(shù)

　　“一項(xiàng)技術(shù)只要能使節(jié)煤量達(dá)到1克以上，對(duì)于燃煤發(fā)電企業(yè)就是有誘惑力的，他們都會(huì)認(rèn)真考慮”，一位鍋爐專(zhuān)家這樣描述節(jié)煤技術(shù)對(duì)于火電企業(yè)的重要性。

　　煤價(jià)雖已今非昔比，但對(duì)于以600MW、1000MW為主力機(jī)型的國(guó)內(nèi)大型火電企業(yè)來(lái)說(shuō)，每千瓦時(shí)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4.5-5克的成本誘惑仍在。而《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃(2014—2020年)》的政策倒逼更直接決定火電廠的生死存亡。

　　大勢(shì)已定，傳統(tǒng)火電廠節(jié)能減排升級(jí)改造的大蛋糕有目共睹，在國(guó)電福州發(fā)電有限公司機(jī)組改造中，一項(xiàng)新技術(shù)號(hào)稱節(jié)煤量達(dá)到4.9克。這個(gè)結(jié)果到底靠不靠譜？他們究竟是怎么做到的？

　　節(jié)煤量超出預(yù)計(jì)

　　從1月30日召開(kāi)的“火電廠煙氣余熱深度回收及減排技術(shù)發(fā)布會(huì)”上公布的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看，國(guó)電福州發(fā)電有限公司2號(hào)機(jī)組(600MW超臨界燃煤火電機(jī)組)進(jìn)行了鍋爐煙氣余熱的深度回收利用改造。這項(xiàng)“電廠鍋爐煙氣余熱的深度回收利用及減排系統(tǒng)”專(zhuān)利技術(shù)之前已做過(guò)可行性研究和小型化試驗(yàn)?zāi)M，卻唯缺大型火電廠實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)謹(jǐn)慎研究計(jì)算，并由國(guó)電集團(tuán)專(zhuān)門(mén)邀請(qǐng)專(zhuān)家論證后，國(guó)電福州發(fā)電有限公司同意試一試。

　　在2014年機(jī)組大修期間，對(duì)2號(hào)機(jī)組進(jìn)行了鍋爐減排及余熱深度回收利用項(xiàng)目改造，并于2014年8月20日通過(guò)168小時(shí)整體試運(yùn)行。之后，第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)西安熱工院承擔(dān)了此次鍋爐減排及余熱深度回收利用項(xiàng)目性能試驗(yàn)，試驗(yàn)于2014年10月8日至10月27日進(jìn)行，在100%THA、80%THA和50%THA下分別進(jìn)行投運(yùn)、停運(yùn)余熱回收系統(tǒng)試驗(yàn)。

　　根據(jù)西安熱工院提供的報(bào)告，從實(shí)測(cè)的主要運(yùn)行參數(shù)來(lái)看，鍋爐煙氣余熱深度回收利用及減排系統(tǒng)運(yùn)行期間，在100%THA、80%THA工況下，每千瓦時(shí)供電煤耗降低均達(dá)到4.9克，且鍋爐和電除塵效率得到提升。而目前常規(guī)低溫省煤器或低溫?zé)熇淦骷夹g(shù)，同樣單臺(tái)600MW超臨界機(jī)組，在130℃排煙溫度情況下，節(jié)煤量?jī)H在1.5-1.8克/千瓦時(shí)。從這個(gè)項(xiàng)目的情況來(lái)看，每千瓦時(shí)供電煤耗降低4.9克，相當(dāng)于每年節(jié)約1.6萬(wàn)噸左右標(biāo)煤，減少二氧化碳排放量約4萬(wàn)噸，每年僅節(jié)約燃料成本就在千萬(wàn)元級(jí)水平。

　　這個(gè)測(cè)試結(jié)果出人意料，甚至包括這項(xiàng)專(zhuān)有技術(shù)的開(kāi)發(fā)者自己也沒(méi)有想到。

　　方案設(shè)計(jì)之初，改造單位計(jì)算的節(jié)煤量數(shù)據(jù)是4.26克，在電廠委托西安熱工院做的可研中，節(jié)煤量是4.09克。目前實(shí)際運(yùn)行測(cè)試的數(shù)據(jù)和結(jié)果已經(jīng)超出了預(yù)計(jì)，也大大超過(guò)國(guó)家發(fā)改委【發(fā)改辦高技[2013]148號(hào)】文中示范項(xiàng)目關(guān)于“實(shí)現(xiàn)降低機(jī)組供電煤耗率大于3g/kWh，比傳統(tǒng)排煙余熱利用技術(shù)能量利用效率提高50%-80%”的要求。

　　創(chuàng)新之處在哪里？

　　“傳統(tǒng)低溫省煤器或低溫?zé)熇淦?，在?guó)內(nèi)已經(jīng)做了好多年。但我們是系統(tǒng)性綜合解決方案，不光深度節(jié)能，還能有效提升鍋爐效率，節(jié)水，同時(shí)可提升除塵器效率，降低粉塵排放，特別是對(duì)空預(yù)器等設(shè)備安全十分有利，而且系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活，可滿足全負(fù)荷段投運(yùn)”。這是該煙氣余熱深度回收及減排系統(tǒng)新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

　　該技術(shù)的“深度”二字，主要有以下含義：

　　一是“深”在通過(guò)專(zhuān)有技術(shù)提高了煙氣品質(zhì)。在組成這項(xiàng)技術(shù)的四個(gè)主要系統(tǒng)中，高溫?fù)Q熱系統(tǒng)吸收高品質(zhì)煙氣熱量，用來(lái)加熱主凝結(jié)水，形成高效低溫省煤器系統(tǒng)，深度降低發(fā)電汽耗。而傳統(tǒng)低溫省煤器技術(shù)是直接利用鍋爐煙氣，沒(méi)有升溫，加熱主凝結(jié)水效果有限。（注：“提高了煙氣品質(zhì)”，即一、二級(jí)換熱器出水用于加熱暖風(fēng)器，使空預(yù)器出口煙溫升高了）

　　二是“深”在提升了鍋爐效率。傳統(tǒng)的低溫省煤器(煙冷器)對(duì)鍋爐是沒(méi)有影響，僅僅是用回收熱量加熱凝結(jié)水。而這套系統(tǒng)通過(guò)空氣換熱，實(shí)際上提升了鍋爐效率，使鍋爐側(cè)和汽輪機(jī)側(cè)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)煤效益。（注：“提升了鍋爐效率”，即一、二級(jí)換熱器出水用于加熱暖風(fēng)器，使輸入鍋爐的外來(lái)熱源加熱空氣時(shí)帶入的熱量減少了）

　　三是“深”在第一級(jí)與第二級(jí)低溫?fù)Q熱系統(tǒng)吸收的熱量，通過(guò)空氣換熱系統(tǒng)，用于加熱冷風(fēng)，不但提高了煙氣品質(zhì)，還有利于空預(yù)器設(shè)備安全，解決了長(zhǎng)期困擾空預(yù)器安全運(yùn)行的冷端腐蝕和脫硝帶來(lái)的硫酸氫銨中、低段區(qū)域擴(kuò)大、堵塞問(wèn)題，對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行有利。（注：“有利于空預(yù)器設(shè)備安全”，即一、二級(jí)換熱器出水用于加熱暖風(fēng)器，冷端溫度提高了）

　　四是“深”在低溫?fù)Q熱系統(tǒng)上。該技術(shù)的第一段低溫?fù)Q熱系統(tǒng)，用以調(diào)節(jié)降低電除塵入口煙氣溫度，提高電除塵效率，同步實(shí)現(xiàn)節(jié)煤與減排，并很好地滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粉塵排放要求。第二段低溫?fù)Q熱系統(tǒng)，則可以深度降低煙氣溫度(可達(dá)80℃)，達(dá)到深度回收煙氣余熱的目的，同時(shí)在系統(tǒng)安全運(yùn)行前提下，最大限度節(jié)約脫硫塔工藝用水量。（注：“提高電除塵效率”，如電除塵入口煙溫在90~95℃，煙塵比電阻會(huì)有數(shù)量級(jí)的下降，除塵效率才會(huì)有顯著提高；如電除塵入口煙溫在110℃，除塵效率沒(méi)有明顯影響；FGD入口煙溫降到80℃，可以減少噴水量）

　　五是“深”在這個(gè)技術(shù)本身是四套系統(tǒng)組成，調(diào)節(jié)非常靈活，可以在全負(fù)荷段投運(yùn)，不受煤質(zhì)、環(huán)境溫度、負(fù)荷變化的影響。傳統(tǒng)煙冷器，如果到50%負(fù)荷甚至更低的時(shí)候，就要退出，因?yàn)槿绻麥囟仍俳档?，腐蝕問(wèn)題就突出了。但是新技術(shù)通過(guò)專(zhuān)有系統(tǒng)可以把排煙溫度提升，不需要退出運(yùn)行。（注：“全負(fù)荷段投運(yùn)”，應(yīng)主要得益于一、二級(jí)換熱器出水加熱暖風(fēng)器，使低負(fù)荷時(shí)空預(yù)器后溫度還相對(duì)傳統(tǒng)低溫省煤器高）