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华能东方电厂2×350MW扩建工程
初步设计
烟气余热回收装置专题报告
中国电力工程顾问集团中南电力设计院
工程设计证书：建设部甲级第170001-sj号 工程勘察证书：建设部甲级第170001-kj号 环境影响评价证书：国环评证甲字第2604号 工程咨询资格证书：国家发改委工咨甲2030822002号
2010.01 武 汉
总 工项 目审 校 编
程 师： 经 理： 核：
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1 概述
燃煤锅炉的排烟损失大量热量。传统锅炉的设计思路中，综合考虑烟气的低温腐蚀，钢材价格，煤炭价格后，大型电站燃煤锅炉的空气预热器排烟温度一般在120～130℃，对于水份、硫份多的燃料还要选取更高一些的排烟温度。这在过去煤炭价格较低，不强制烟气脱硫的条件下是合理的。本期工程采用湿式石灰石－石膏烟气脱硫工艺，脱硫岛不设置GGH，需采用喷水对烟气减温后进入脱硫塔，不仅耗水量较大，同时增加了烟气量，而且还损失烟气减温的热量。
由于资源的日趋紧张以及用户的燃料费用大幅提高，提高发电机组的效率日趋迫切，而且国家又新出台节能政策和标准对节能提出了新的要求，节能降耗日益成为主要研究课题，其中利用烟气余热回收装置回收锅炉排烟余热是有效的途径之一，本专题参考外高桥三期工程低温省煤器的设计思路，探讨本工程烟气进脱硫塔之前与部分凝结水进行换热，从而降低脱硫烟气温度并利用余热提高机组效率的可行性与经济性。 2 烟气余热装置系统布置
如装设烟气余热换热器，有两种布置方案。第一种方案是将余热换热器布置在空气预热器出口之后，除尘器入口之前；第二种方案是将余热换热器布置在两台引风机出口烟道汇合之后，脱硫塔入口之前。
对于第一种方案，烟气在空气预热器出口之后就被减温至80℃，烟气的体积流量也相应减少约11.3%，这可以减少除尘器的除尘面积，减少除尘器的占地面积和用材。根据相关研究，飞灰的比电阻随温度由于温度的降低，电除尘器的除尘效率随之增高，此类低温电除尘器国外已有成功的应用。但是烟气温度的降低增加了电除尘器防腐蚀的难度，同时增加了除尘器内堵灰的可能性。考虑到国内电除尘器的低温防腐技术尚未成熟，尚无低温电除尘器投运的实例，而除尘器又是烟气处理中不可缺少的环节，一旦除尘器因堵灰或腐蚀严重需要检修就可能影响整个机组的运行。而且余热换热器内的烟气含有大量飞灰，换热器低温侧将会面临较严重的的磨损和堵灰问题。因此本专题报告不采用这种布置方案。
第二种方案把烟气换热器放置在引风机出口之后，脱硫塔入口之前，此处烟气中的绝大部分飞灰已被除尘器除去，对换热器来说磨损和堵灰的问题得以减轻，因此换热器内可以使用翅片管式或板式以提高传热系数。置于引风机之后可避免由于换热器一旦腐蚀泄漏以后，凝结水漏入引风机的问题，引风机叶片也不需要考虑低温防腐。此布置方案的运行可靠性和维护成本都优于第一种方案。本
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文以下部分就以此烟气布置方案为基础展开论述。 3 烟气余热回收装置原理及应用概况 3.1 烟气余热回收装置原理
烟气余热回收装置从根本来说是一套烟气—水换热器，用烟气的热量加热水介质，与锅炉本体设计中省煤器设计是类似的，所不同的是在吸风机出口烟道加装的烟气余热回收装置其利用的是锅炉出口烟气的余热，烟气侧和水侧的运行工况比锅炉本体省煤器要好，因而在设计原理上是可行的。 3.2 烟气余热回收装置应用概况
在国外，烟气余热换热器较早的到了应用。如德国黑泵（Schwaree Pumpe）电厂加热给水的烟气冷却器布置在电除尘器和脱硫装置之间，其设置类似于炉外布置的省煤器，烟气通过烟气冷却器从170℃降到130℃后进入脱硫装置。德国科隆Nideraussem（1000MW机组）电厂采用分隔烟道系统充分降低排烟温度，把低温省煤器加装在空气预热器的旁路烟道中，在烟气热量足够的前提下引入部分烟气到旁路烟道加热锅炉给水。日本常陆那柯电厂采用了水媒方式的管式GGH。烟气放热段的GGH布置在电除尘器上游，烟气被循环水冷却后进入低温除尘器（烟气温度在90～100℃左右），烟气加热段的GGH布置在烟囱入口，由循环水加热烟气。
国内第一台设置烟气余热回收装置的电厂为西北院设计的龙口电厂（2×100MW）。目前国内外高桥三期的烟气余热回收装置已投运。营口热电厂2×330MW机组，在设计方案中也加装了烟气余热回收装置，目前该工程正在建设中。所以国内烟气余热换热器的系统方案设计、制造、运行和维护需要结合具体工程进行进一步研究。
本工程采用石灰石湿法脱硫系统，由锅炉出口来的烟气要经喷淋、脱硫等工艺从吸收塔入口的135℃左右最终降低到50℃左右从脱硫系统排出，这一工艺系统浪费了大量的水和能源。因而我们考虑在吸风机出口烟道加装烟气余热回收装置，将来自回热系统的凝结水加热，再通过升压泵送回至回热系统，由此可以减少抽汽量、减少额定工况的进汽量、降低机组热耗，最终降低机组燃煤量，从而实现节能降耗。
4烟气余热回收装置经济性比较 4.1烟气余热回收装置方案
针对本工程情况，THA工况的烟气余热回收装置烟气侧入口烟气温度为
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