降低排煙溫度,不但可以回收煙氣熱量還可節(jié)約不少水量及由此增加的排煙量。

煙氣余熱回收熱量多寡或曰深度，當(dāng)然與鍋爐排煙與煙氣冷卻器余熱回收后的煙氣溫差大小有關(guān)，但對(duì)于確定的鍋爐而言，因其排煙溫度基本確定，所以其余熱回收的深度就與煙氣冷卻器出口煙溫直接關(guān)聯(lián)，而煙氣冷卻器出口煙溫高低的確定，則取決于煙氣酸露點(diǎn)溫度，過(guò)高則未能使得余熱回收利益最大,過(guò)低則存在低溫腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。由此,準(zhǔn)確估計(jì)煙氣的酸露點(diǎn)溫度,是決定煙氣余熱回收深度的關(guān)鍵。

2.1 低溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)

就目前煙氣冷卻器運(yùn)行控制的出口煙溫而言，業(yè)內(nèi)基本認(rèn)同是接近甚至低于根據(jù)煤樣成分所得的計(jì)算酸露點(diǎn)溫度，但具體是否會(huì)產(chǎn)生低溫腐蝕的存在有不同看法：

(1)煙溫已降到露點(diǎn)以下，但低溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)并不大；

(2)煙溫已降到酸露點(diǎn)附近或以下,必將導(dǎo)致低溫腐蝕風(fēng)險(xiǎn)增大；

(3)煙溫與酸露點(diǎn)溫度同步下降；

(4)燃煤煙氣的酸露點(diǎn)溫度實(shí)際上比水露點(diǎn)溫度高出有限；

(5)煙溫已降到酸露點(diǎn)以下但溫度水平進(jìn)入低溫腐蝕的低谷區(qū)，是工程上可承受的“有限腐蝕”論點(diǎn)。

2.2 煙氣酸露點(diǎn)計(jì)算

對(duì)于同一種煙氣成分，應(yīng)用不同的計(jì)算方法得到的煙氣露點(diǎn)溫度差異很大。

本文的工程實(shí)例中采用比較常用的、前蘇聯(lián)1973年鍋爐熱力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法中的煙氣酸露點(diǎn)式(1)進(jìn)行酸露點(diǎn)溫度估算：

（1）

    并且，以Haase·R&Borgmann·H·W的經(jīng)驗(yàn)式(2)對(duì)相同數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，作為對(duì)照：

（2）

2.3 實(shí)際酸露點(diǎn)

    由于各種計(jì)算煙氣酸露點(diǎn)方法的差異很大，難以判斷哪一個(gè)更符合實(shí)際情況。更重要的是，從工程應(yīng)用角度，只有當(dāng)煙道或受熱面的表面產(chǎn)生結(jié)露，才有可能發(fā)生低溫腐蝕，因此，應(yīng)該更在意壁面的結(jié)露溫度而非煙氣中存在的酸露點(diǎn)溫度。

3.1 酸露點(diǎn)測(cè)量

(1) 測(cè)量設(shè)備

   儀器主要性能參數(shù)：

   測(cè)量技術(shù)：電導(dǎo)傳感器

   酸露點(diǎn)溫度：50℃～280℃

   煙氣溫度：0℃～500℃

(2)測(cè)量原理

該測(cè)量?jī)x主要由前端帶有鉑電極耐熱玻璃探頭的不銹鋼采樣桿和便攜式控制裝置(CPU)組成，探頭通過(guò)空氣軟管和電纜連接到CPU控制裝置上。將采樣桿置于煙道中，通過(guò)壓縮空氣給采樣桿頂端降溫，由流過(guò)傳感器電流的變化可以觀察是否發(fā)生結(jié)露情況。當(dāng)采樣桿頂端溫度降低到一定程度，在探頭頂端將產(chǎn)生結(jié)露在酸露點(diǎn)溫度，酸露的形成速率和蒸發(fā)速率相等，而酸膜厚度和電流的讀數(shù)將保持不變，此時(shí)通過(guò)探頭上的溫度傳感器即可得到酸露點(diǎn)溫度(ADT)。

(3)測(cè)量結(jié)果

通過(guò)測(cè)量統(tǒng)計(jì)得出，煙氣開(kāi)始結(jié)露的溫度范圍基本都在50℃~70℃之間，大量結(jié)露的溫度則是在30℃~50℃范圍，遠(yuǎn)低于理論計(jì)算溫度，更接近煙氣中的水露點(diǎn)理論計(jì)算溫度。其次，結(jié)露溫度與機(jī)組負(fù)荷和排煙溫度并無(wú)太大的關(guān)聯(lián)，與煤種成分的關(guān)聯(lián)性在此次的試驗(yàn)中也難以判斷。

對(duì)于如此的差別，本文認(rèn)為是鍋爐煙氣在流經(jīng)空氣預(yù)熱器的換熱降溫過(guò)程中，煙氣中的SO₃或凝結(jié)為液相或與煙氣中的水分結(jié)合成為硫酸蒸汽，已基本被煙氣中的飛灰所吸附，從而大幅度降低了煙氣中的SO₃濃度，使得其后的實(shí)際露點(diǎn)測(cè)量溫度偏低。

據(jù)此，完全有可能將煙氣冷卻器的出口煙溫在密切監(jiān)控條件下分階段降低，增加煙氣余熱回收效益。

3.2 煙氣冷卻器出口煙溫調(diào)節(jié)試驗(yàn)及運(yùn)行監(jiān)控

降低煙氣冷卻器出口煙溫的過(guò)程分為兩階段進(jìn)行：

一，將出口煙溫下降至85℃，控制運(yùn)行10個(gè)月后，對(duì)煙氣冷卻器低溫段受熱面進(jìn)行觀察，未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕現(xiàn)象。

二，繼續(xù)將出口煙溫下降至75℃，運(yùn)行4月后觀察，仍未發(fā)現(xiàn)明顯腐蝕現(xiàn)象。同位置受熱面對(duì)比照片如圖1所示。

圖1 降溫后低溫段肋片管對(duì)比

    至此，在入爐煤成分不超出試驗(yàn)范圍情況下，煙氣冷卻器出口煙溫維持在75℃工況下運(yùn)行至今。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

    運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，在煙氣冷卻器出口控制煙溫90℃條件下，為保證煙氣加熱器出口煙溫達(dá)到80℃以上的排放要求，不同的負(fù)荷工況下均需提供輔助蒸汽加熱，負(fù)荷越低蒸汽耗量越大。當(dāng)進(jìn)行第一階段降溫試驗(yàn)運(yùn)行后，各工況的蒸汽耗量明顯降低，高負(fù)荷階段已經(jīng)停用蒸汽，甚至回收的煙氣熱量已多于所需加熱量以致煙溫升高，見(jiàn)表1。

(1)燃煤電廠含塵煙氣中的低溫受熱面壁面的實(shí)測(cè)結(jié)露溫度遠(yuǎn)低于根據(jù)燃煤成分所計(jì)算的酸露點(diǎn)溫度，且含塵煙氣經(jīng)除塵后的實(shí)測(cè)露點(diǎn)溫度并不高于除塵前的實(shí)測(cè)露點(diǎn)溫度；

(2)可依據(jù)實(shí)際酸露點(diǎn)溫度及受熱面壁面溫度來(lái)控制煙氣冷卻器的出口煙溫，取得煙氣余熱回收最大化；

(3)進(jìn)一步完善，可根據(jù)入爐煤種成分的變化可能，較大范圍地統(tǒng)計(jì)歸納對(duì)應(yīng)實(shí)際酸露點(diǎn)溫度的變化規(guī)律，納入機(jī)組DCS，以對(duì)換熱器排煙溫度予以實(shí)時(shí)追蹤控制。