1 设备概述

山西漳电同华发电有限公司（以下简称同华电厂）2×660 MW燃煤汽轮发电机组锅炉为东方锅炉股份有限公司生产的DG2100/25.4-Ⅱ6型、超临界参数、变压运行、螺旋管圈直流锅炉，型式为单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架Π型炉。设计煤种为大同煤矿集团有限责任公司轩岗煤矿生产的原煤，发热量为20 MJ/kg。在BMCR工况下，锅炉排烟温度设计值为127℃（修正后），实际排烟温度约140℃。

为了降低锅炉排烟温度并达到节能减排要求，同华电厂对2×660 MW超临界燃煤机组进行超低排放改造，其中包括加装低温省煤器，通过低温省煤器吸热降低排烟温度，利用烟气余热提高凝结水温度，以达到提高机组循环效率的目的^[1]。

2 低温省煤器的运行方式选择

国内电厂低温省煤器有与低压加热器串联或并联（以下简称串联和并联）运行2种方式。

2.1 串联方式

串联运行方式原理图见图 1，低压加热器1出口的凝结水全部进入低温省煤器，加热后又回到低压加热器2。其优点是：流经低温省煤器的水量较大，在低温省煤器受热面积一定时，锅炉排烟温度下降幅度较大，烟气余热利用程度较高，经济效果较好；缺点是凝结水流的阻力增大，凝结水泵的耗电率将增大^[2-3]。

2.2 并联方式

并联方式原理图见图 2，从低压加热器1入口分流一部分凝结水至低温省煤器，加热升温后返回到低压加热器1出口进入凝结水系统。此并联方式具有以下优点：

（1）不必增加凝结水泵扬程，同时能够降低排烟温度并提高凝结水温度，进而提高机组效率；

（2）若低温省煤器系统发生故障，对整个机组安全性的影响较小。

2.3 同华电厂运行方式选择

考虑到机组运行的安全性，同华电厂低温省煤器采用并联的运行方式。为了保证进入低温省煤器入口凝结水温度不低于65℃，在图 2所示的低压加热器1出口再引入一部分凝结水进入低温省煤器。其运行方式示意图见图 3。

3 低温省煤器的布置方式选择

由于低温省煤器的传热温差较低，因此换热面积较大，在加装低温省煤器时，需考虑其在锅炉烟道中的布置方式。国内电厂低温省煤器在风烟系统中的布置方式有2种，1种是布置在空气预热器和电除尘器之间，另1种是布置在脱硫吸收塔的入口。

3.1 布置在空气预热器和电除尘器之间

该布置方式见图 4所示。该布置方式具有以下优点：进入电除尘器的烟气温度可降至约100℃，飞灰比电阻可下降约10 Ω·cm，因而可提高电除尘器的除尘效率；电除尘器下游的烟气体积流量降低，可相应降低引风机等下游设备容量，从而降低厂用电率。缺点是造成低温省煤器堵灰磨损的可能性增大；低温省煤器出口的烟气温度已接近烟气的酸露点，电除尘器、烟道、引风机存在腐蚀的危险^[4-5]。

3.2 布置在脱硫吸收塔入口

该布置方式见图 5所示。该布置方式具有如下优点：低温省煤器布置在电除尘器后，在低尘区内运行，飞灰对管壁的磨损大大降低；对低温省煤器后面设备的低温腐蚀程度较轻，因此在金属选材上只需要考虑低温段防腐及低温省煤器和脱硫吸收塔之间的烟道防腐即可。缺点是无法利用烟气温度的降低来提高电除尘器效率和减少引风机耗电量。

3.3 同华电厂布置方式选择

同华电厂在原有烟道基础上进行加装低温省煤器改造，由于原烟道布置过于紧凑，因此选择将低温省煤器布置在脱硫吸收塔入口，并在设计上进行了优化：

（1）采用双管圈、顺列、逆流方式布置；受热面采用H形翅片管式代替了传统的光管式，减少了管排的数量；

（2）每台低温省煤器分9组换热面，分别布置在风烟系统的A、B两侧，单侧低温省煤器受热面积达到16 270.83 m²，管排节矩为102 mm，但管板实际宽度仍为100 mm，缩小了低温省煤器的占地面积；

（3）在防腐方面，受热元件采用耐硫酸腐蚀ND钢管，耐腐蚀速率为7.52 mg/cm²· h。

4 设备运行情况及经济性分析

同华电厂660 MW机组在TMCR工况和额定负荷下，加装低温省煤器后，7号低压加热器及低温省煤器运行参数分别见表 1、表 2所示。

从表 2数据可以看出，在额定负荷工况下锅炉排烟温度下降为107.7℃，相比加装省煤器之前有大幅下降。

从表 1可看出，7号低压加热器排挤的抽汽量在TMCR工况和额定负荷工况下分别为52.5157 t/h和35.4154 t/h，这部分蒸汽排除冷源损失后，可使汽轮机做功分别增加4710.3 kW（以TMCR工况热平衡图参数计算）和1601.5 kW，发电煤耗率分别降低1.42 g/kWh和0.605 g/kWh。在额定负荷工况下，全年发电量按6 TWh计，每年可节省标煤约3630 t，标煤价格按300元/t，每年可节省燃煤费用约108.9万元；由于进入脱硫吸收塔的烟温降低，每年可节省水费约20万元，总计每年节省费用约128.9万元。

低温省煤器在TMCR工况和额定负荷工况下运行的发电煤耗率降低值有差别，原因在于低温省煤器入口凝结水流量和烟气流量低于设计值，使得低温省煤器前后烟温降低值比设计值低3~11℃，而低温省煤器前后凝结水温度升高值比设计值低12℃左右。

5 结束语

同华电厂660 MW机组加装低温省煤器后，解决了锅炉排烟温度高的问题。利用低温省煤器回收烟气余热能够替代部分回热抽汽，减少了回热系统对低压缸的抽汽量，使汽轮机做功增加，从而降低了发电煤耗率，提高了机组运行的经济性。本次加装低温省煤器改造技术可供其他同类型机组参考。