燃煤电厂低低温省煤器余热利用那点事！ ,电厂低温省煤器作用

一、低温省煤器越热利用设备

目前，低温省煤器主要采用管式、板式换热器的型式。国内现有应用的低温省煤器主要有四类：

第一类，传统低温省煤器

如“传统低温省煤器工作原理简图”所示，传统省煤器的烟气通过金属壁面与“被加热流体”进行对流换热。传统金属管低温省煤器主要包括螺旋翅片管和H 型翅片管的低温省煤器。螺旋翅片管的主要特点是制造效率较高、造价较低，在低尘的环境下有较好的应用；H 型翅片管制作效率要低于螺旋翅片管，造价略高，H 型翅片把烟气流动空间分成若干小的区域，对气流有均流作用，可有效减小烟气对翅片的磨损；积灰较轻，易于吹灰，适用于高尘环境。此类低温省煤器在国内电厂实际应用较多，问题也比较突出。

第二类，热管式相变换热器

真空热管，又称两相流虹吸管。真空热管结构分为蒸发段、绝热段和冷凝段，具体结构如下图所示。它是热能工程应用中最广泛的一种热管，热管通过在全封闭真空管内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。其主要的工作过程经历下面 4 个方面：

1）蒸发段通过管壁吸收外界热量； 2）热管内液态工作介质吸收管壁热量蒸发成饱和气体；

3）蒸发段工作介质蒸发后上升至冷凝段被管外冷却水冷却放热；

4）冷凝段管内工作介质被冷凝后在重力作用下回到热管蒸发段重新吸热蒸发，周而往复，实现热量的传递。

第三类，氟塑料换热器

氟塑料作为新型高分子材料的代表，具备优异的物理化学特性，包括：材料的耐热性好，长期使用温度超过 230℃；阻燃性好，在空气中不燃烧；换热系数大，是金属省煤器的二倍以上；耐飞灰磨损性较好；耐腐蚀性优异，使用寿命 20 年以上；设备重量轻，约是金属重量的 1/15。但是由于其承压能力较差(1.6Mpa)，造价高昂，投资回收期太长等原因，在同类工程中应用较少。由于承压能力较差，造价高昂、投资回收期漫长等缺点，不推荐使用氟塑料换热器。

布置在脱硫入口侧的低温省煤器推荐使用传统低温省煤器，因为，此处低温省煤器需将烟温降至85℃，以便更大幅度地回收烟气余热，布置在此处的低温省煤器不可避免地长期处于酸露腐蚀的条件下，此时，热管换热器壁面温度调节灵活、避免低温腐蚀和堵灰的优势已不复存在，而传统低温省煤器却有其系统简单，体积小，造价低等优点。 第四类，宽流道自洁板式换热器

宽流道自洁板式换热器具有传热系数高、防堵、防腐、防磨、防漏等特点，解决燃煤机组多年以来生产运营方面的痛点问题。

燃煤电厂通过改造宽流道自洁板式低低温省煤器后利用烟气余热加热汽轮机凝结水， 降低汽轮机热耗； 通过低温省煤器回收的热量加热二次风，从而提高锅炉效率,降低发电煤耗≥2g/Kwh。 系统阻力只有传统管式的1/5~1/3具有自清洁能力， 能长期保持低阻力运行，可以降低引风机电耗及维持满负荷发电的能力。

采用二次风暖风器提高进入回转式空气预热器冷二次风温度 ，提高了空预器冷端综合温度， 减少露点积灰及硫酸氢氨沉积降， 低空预器堵塞风险， 阻力改善。

采用宽流道自洁板片式换热器， 优化吹灰方式等措施， 可有效防止低温省煤器腐蚀、磨损、堵塞等问题，增加服役寿命≥50%。

宽流道板式低低温省煤器技术特点: 1、良好的换热性能

宽流道自洁传热板采用多点激光焊接结构，波纹状的流道对双侧的换热介质都在强制扰动，强制湍流作用，其传热系数远远高于管式结构。

2、良好的耐热耐压性

宽流道自洁传热板采用激光全自动无氧化焊接，焊缝不会产生焊接应力，运行时折流板片不会发生应力开裂，无泄露风险，基本可以做到免维护，可适用于高温高压的极端换热条件。

3、优越的清灰功能

由于板片是液压臌胀成形的、板外表面光滑、 无死角、具有自清灰能力，另外在介质机械冲击 和热冲击下，板面会产生微小变形，可使污垢层发生脆性剥落，由于换热板管表面及内壁都十分光滑且彼此之间有足够的间隔，板管外烟尘不易粘结、堆积，板管内介质有静湍流作用，在换热面较难结垢，可以大大减少了设备的维护和清洗次数，保证了其能在相对稳定的传热系数下长期 安全运行。

4、低运行阻力

板片换热元件本身表面光滑，摩擦系数小，对烟气的阻力小；板片中间做成镂空，多组换热器之间都留有相应的间距，以减小对烟气本身的阻力，对上下游设备也没有明显的影响。

5、优异的耐磨损性

板片本身具有优异的耐磨损性，而且板式换热器在设计时选取合理的介质流速，在保证换热效果的同时降低磨损，从而减少了对换热器元件的磨损。

6、良好的耐腐蚀性能

板片大多选用奥氏体不锈钢材料，具有良好的耐腐蚀性能，加上其表面不容易粘结和存积飞灰、污垢及结露液体，相对同等材质的板式、管式及翅片管式的换热器，耐腐蚀性能更好。

7、应用案例

嘉兴电厂660MW燃煤机组应用经西安热工研究院性能试验报告结论:近一年半的应用表明，运行参数稳定，换热效果良好，尤其阻力未有增长。停机期间检查，换热器表面未见明显沾污、结垢和腐蚀，未发生一起泄漏事件，换热板片形状完整，未有焊点脱落，板片运行安全可靠，凸显出其在低温酸性湿烟气加热环节的显著优势。宽流道自洁板式换热器第一次嘉兴电厂 4 号锅炉工程取得良好的应用效果，表明其具有进一步推广应用的前景。

二、低低温省煤器系统

低温省煤器回收的锅炉排烟余热在火力发电厂中，主要有三种利用途径：加热凝结水、釆暖水、锅炉暖风器。

1、加热暖风器

暖风器又称为前置式空气预热器，它的作用是对即将进入空气预热器的冷空气进行预热，提高空气预热器的进气温度，防止空气预热器低温腐蚀。 采用暖风器后，进入空气预热器的空气温度升高，空气预热器中的烟气和空气传热温差减小，换热量减小，通过空气预热器烟气旁路系统吸收此部分热量，保证锅炉效率不降低，达到有效利用排烟余热的目的，可作为本工程备选方案。

2、加热采暖用水加热采暖用水，仅在冬季投入运行，可用率较低，一般也不推荐采用。

3、加热主机凝结水凝结水在低温省煤器内吸收排烟热量，降低排烟温度，由于凝结水温升高，汽轮机的回热用汽减少。在发电量不变的前提下可减少锅炉燃煤量，节约能源，可作为本工程备选方案。

结语

综上所述低低温省煤器作为一种烟气换热设备，通过高温烟气与低温介质进行热量交换，由此达到热量转换，实现降低烟气温度、缩小烟气体积、增加烟尘比电阻等目的。低低温省煤器通常与低低温电除尘技术配套使用，在实现电厂超净排放的同时具备良好的经济效益，因此在电厂改造中得到广泛的应用。低低温省煤器大量投运后，由于初期设计不完善、运行维护经验不足等原因，经常出现受热管壁腐蚀、积灰堵塞、换热管泄漏、磨损等问题，对机组运行的安全性、经济性造成极大的影响。

低低温省煤器的优化改造需要考虑不同类型机组的运行情况，结合电厂实际进行分析选择。

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