烟气冷却技术的应用实践

[关键词]烟气冷却技术；热水系统改造；热网系统改造

为响应国家节能减排号召，大唐黑龙江节能服务有限公司经过对哈一热电厂锅炉及厂区热力系统的深入研究分析后，对锅炉烟气系统和厂区热力系统进行一系列的改造，降低了脱硫装置入口烟气温度，减少脱硫系统的补水量，同时利用烟气的余热，加热厂内生活水，并在厂内建设热水站，为市区热水用户供应热水。这项技术改造的实施充分利用了烟气的余热，起到了节能降耗，增加经济效益的理想效果。

1.改造项目背景情况

哈一热电厂一期工程为2×300MW机组，锅炉机组为哈尔滨锅炉厂生产的HG-1025/17.5-HM36型，亚临界、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、自然循环汽包锅炉、四角切圆燃烧方式，空气预热器为三分仓回转式。同步脱硝锅炉以最大连续负荷（即BMCR工况）为设计参数，锅炉的最大连续蒸发量为1025t/h；机组电负荷为300MW（即THA工况）时，锅炉蒸发量为882.77t/h。

锅炉实际运行的排烟温度为130℃，而脱硫装置的最佳入口烟气温度应为90-100℃，入口烟气温度高导致脱硫装置不在最佳工作状态，同时造成浆液蒸发量大、机械携带量大、补水量大、以及烟道腐蚀以及飘液等问题。

为了节能降耗，降低脱硫装置入口烟气温度，减少补水量，采用了在锅炉引风机出口烟道上安装分离热管换热器，冷却烟气同时加热生活用水。既充分利用烟气余热，又有效减少补水量。

2.烟气冷却及热水系统改造内容

采用在锅炉引风机出口水平烟道上，安装分离式热管换热器吸收烟气余热，该分离式热管换热器加热生活水，送至热水箱内，对外供热水。

锅炉烟气深度冷却系统由三大部分组成：第一部分为水源部分，第二部分为热管换热器部分，第三部分为供热水站部分。

水源部分包括一套出力为75t/h纤维过滤器和活性炭过滤器、两台出力100t/h水泵及相应的阀门等。

热管换热器由吸热部分和放热部分以及相应的管道阀门组成。

（1）生活水处理系统改造

哈一热电厂炉烟气深度冷却系统的供水取自工业水系统，通过新建一套出力为75t/h的水处理系统，将工业水处理成非饮用生活水。新装1台纤维过滤器、1台活性炭过滤器、2台150t/h的生活水供水泵、一组罗茨风机以及1栋70m2的简易房。

（2）厂区热网系统改造

厂区采暖热网加热器运行方式为两运一备，热水加热器采用备用厂区采暖热网加热器为生活水加热，生产热水。需对厂区热网加热器管道进行改造，以满足厂区供暖及供热水需要。

在冬季供热期，锅炉安装的分离式热管换热器需要并入厂内热网中，因此需要从小热网的热网水母管向分离式热管换热器铺设一条Ф159×5的热网水管道，并在热网水管道上安装一个截止阀（DN150、PN1.6）。

（3）二次热水换热器改造

二次热水换热器安装在锅炉引风机出口水平烟道上，在二次热水换热器出、入口各需要铺设Ф159×5生活水母管，二次热水换热器出口生活水母管由换热器处铺设到#2锅炉房的扩建端处的热水箱，并在管道上安装截止阀（DN150、PN1.6）。在二次热水换热器的入口管道上安装两个截止阀（DN150、PN1.6）和一个电动调解阀。

（4）热水站系统改造

热水站设置在#2锅炉房的扩建端，有容积为300m3保温热水箱一台、160m2简易房一栋、相应的阀门及就地控制柜。300m3保温热水箱安装标高为400mm，保温热水箱安置在靠锅炉房侧墙设置的混凝土基础上。

为了回收定排的部分热量和工质，由定排扩容器到热水箱铺设一条Ф57×5钢管到热水箱，将定排疏水送至热水箱内。

3.锅炉烟气深度冷却技术预期效益分析

节能降耗、提高经济性分析：

机组按年利用小时数4800小时计算，根据水的焓值计算单台炉水的吸收的热量为251kJ/kg，供水量最大150T/h，平均供水量按125T/h计算，则单台炉回收热量：251×125000×4800=1.506×1011 千焦/年

节约标煤量： 1.506×1011/（29310×103）=5138吨

年节能收益：

标煤单价按500元/吨计算，则年节能收益为：

5138×500/10000=257万元

（1）改造前后效益对比

（2）目前存在的问题

成本较高：目前为了防止发生低温腐蚀，保证换热器的使用寿命，采用了耐腐蚀性较好的钢材制造热管换热器，因此设备成本较高。

系统设备增加，维护工作量加大，安全运行风险提高。

结论

通过哈一热电厂采用烟气深度冷却技术一年多的实际运行情况来看，设备运行稳定，故障率低，提高机组综合经济性的效果明显。经统计降低了发电煤耗约2.2g/kwh， 同时使得脱硫装置入口烟气温度降低，有效减少了脱硫塔内的蒸发水量和机械携带水量，使系统的补水量大大降低，同时减轻了脱硫塔后烟道腐蚀以及飘液等问题，即取得了较好的经济效益，又减轻了环境污染得到了良好的社会效益。