节能降碳 | 锅炉及辅机改造案例：福州公司 1 号机组锅炉排烟余热回收利用改造

节能降碳 | 锅炉及辅机改造案例：福州公司 1 号机组锅炉排烟余热回收利用改造

一、工程概况

国能（福州）热电有限公司一期 2×600MW 机组锅炉是由哈尔滨锅炉有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，单炉膛、螺旋水冷壁、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，型号为：HG-1913/25.4-YM3。锅炉燃烧方式为前后墙对冲燃烧。锅炉设计排烟温度为 121.7℃（BMCR，修正后），锅炉设计效率 94.53 （BMCR，低位热值基准），燃料消耗量 232.3t/h（BMCR）。锅炉配套的汽轮机为上海汽轮机厂生产的 N600-24.2/566/566 型汽轮发电机组，额定功率 600MW。

国能（福州）热电于 2015 年 9 月对 1 号机组实施锅炉排烟余热回收利用工程改造，在锅炉尾部烟道中分别布置高温换热器和低温换热器，在二次风道中布置空气加热器。通过回收烟气当中的热量，使进入脱硫塔的烟气烟温降到 80℃，也减少了脱硫的工艺水量，将回收的热量用于加热冷二次风和汽机回热系统，提高锅炉效率，实现节煤降耗（包括降低煤耗与水耗）。

二、改前情况

1、设计参数和技术指标

一期工程为 2×600MW 超临界燃煤机组，2 台锅炉机组采用湿法脱硫， 在满负荷工况下，两台机组全年平均排烟温度约为 135℃，低负荷（65 负荷）时也达到 125℃以上。其中，1 号机组满负荷下全年平均排烟温度约为136℃，机组实际运行负荷下全年平均排烟温度约为 128℃（实际运行情况），低负荷（65  负荷）时也达到 122℃以上。

2、存在的问题

运行 5 年后，余热回收系统的低温一二段受热面发生普遍的低温腐蚀， 泄漏风险较大，修复难度大，需要在材质方面全面提升。

三、改造方案

1、技术路线

在锅炉尾部烟道中共布置两级换热器（低温换热器、高温换热器），对锅炉烟气余热进行两级回收利用，提升锅炉烟气余热品质并逐级利用。

低温换热器布置在增压风机和脱硫吸收塔之间的烟道中，低温换热器与布置在送风机和空气预热器之间风道中的空气加热器通过管道等部件组成闭式循环换热系统；通过低温换热器回收的低品位的烟气热量用于加热冷二次风，热风温度有适当提升，锅炉效率将有所提高，同时减轻了空气预热器冷端腐蚀和积灰的风险；同时提升了空气预热器出口的烟气温度， 可回收的烟气热量品质得到提升，高品质烟气热量通过高温换热器用于锅炉回热系统。

高温换热器布置在电除尘器之前，通过对烟气中热量的吸收，使烟气温度的下降（烟气温度从 162.1℃至 120℃，低于此前的 134.8℃左右），提高电除尘器效率，减小引风机、增压风机的负荷，延长风机的使用寿命， 减少厂用电率，确保电厂的安全运行。

经过高温换热器回收后的烟气温度 120℃在酸露点以上，高温换热器可采用常规材料；经低温换热器回收的烟气温度在酸露点以下，低温换热器需采用耐腐蚀材料。

2、实施方案

1）、原则性系统图

图 1 锅炉烟气余热利用技术示意图

2）、改造内容

在锅炉尾部烟道中布置一级高温换热器、两级低温换热器，高温换热器布置在空预器出口与静电除尘器入口之间的水平烟道上，第一级低温换热器布置在高温换热器与静电除尘器入口之间的水平烟道上，第二级低温换热器布置在增压风机出口，脱硫吸收塔入口之间的烟道中。

高温换热器吸收的烟气余热用来加热主凝结水，形成低温省煤器系统， 降低发电汽耗；第一级低温换热器用来控制进入电除尘的烟气温度，使得电除尘的除尘效率最优，第二级低温换热器用于深度降低烟气温度（到80℃），达到深度回收烟气余热的目的，同时在系统安全运行的情况下，最大限度的节约脱硫塔工艺用水量。第一级低温换热器与第二级低温换热器吸收的热量，通过二次热媒水引入空气换热器，用于加热冷二次风，达到提高烟气品质的目的。

3）、关键设备

（1）高温换热器：将空预器出口的烟温由 164.3℃（二次风温升高所致）降到 111℃（综合考虑高温换热器安全运行，与后续换热器提高烟气品质的能力）。

（2）第一级低温换热器：将高温换热器出口烟温由 111℃降至95-110℃之间，实际根据现场运行工况调整，可有效的提高电除尘的除尘效率，减少粉尘排放。

（3）第二级低温换热器：将脱硫吸收塔入口烟温由 115℃（电厂实际风机温升在 10℃以上）降至 92℃，在保证安全运行的情况下，有效的节约脱硫塔工业用水量。

（4）空气加热器：布置在冷二次风道上，由于冷二次风道位于炉膛底部，安装空间受到炉膛钢架及检修平台限制，设计将冷二次风由 23℃加热到 70℃。

4）、项目总投资与施工周期

本项目采用合同能源管理方式，单台机组总投资约 6000 万元，施工周期约 60 天。

3、创新点

该项目属于热力发电厂锅炉烟气余热深度利用技术创新，在锅炉尾部烟道中布置一级高温换热器、两级低温换热器，高温换热器布置在空预器出口与静电除尘器入口之间的水平烟道上，第一级低温换热器布置在高温换热器与静电除尘器入口之间的水平烟道上，第二级低温换热器布置在增压风机出口，脱硫吸收塔入口之间的烟道中。达到了降低供电煤耗、节能量最大、提高电除尘效率、防止 SCR 投入后空预器堵塞和腐蚀的综合效果。

四、实施效果

1、改造前后技术指标对比、运行情况对比

改造后，进入空预器的冷风温度提高，空预器换热情况发生变化，空预器出口排烟温度升高，空预器出口烟气温度由 120℃上升到 165℃左右， 避免空预器换热元件的低温段腐蚀和堵塞问题。冷二次风温由 23℃升高至70℃，使得带入炉内的热量增加，空预器出口热风温度升高 5℃，锅炉效率提高。

2、项目经济性分析

进行排烟余热回收改造后，节煤量 4.26 g/kWh，节约标煤量 14950 吨/年，减少CO2 排放量 37000 吨/年；减少工艺用水量 29 万吨/年。

该项目首次在国内燃煤电厂利用烟气余热回收技术（高低温换热器+ 暖风器），并成功实施，取得了良好的经济、环保和安全效益，综合效益良好。