1.研究背景及意义

国家在”十三五”规划中大力提倡建设资源节约型社会，2016年，我国火力发电量累计43958亿千瓦时，同比增长2.6％。电力工业是能源消耗最大的工业，每年消耗煤炭的五分之三以上，其设备集中度大，有利于新技术进行系统性、大规模化余热利用。火力发电厂，排烟热损失是电厂各项热损失中最大的一项，排烟温度越高，热损失越大。我国许多电厂，排烟实际温度都高于设计温度20～50℃，某些机组甚至达到180℃，大幅度降低排烟温度给提高电站锅炉经济性提供了巨大的空间。火电厂余热资源巨大，回收利用，降低排烟温度，提高锅炉效率的同时也提高了电厂系统的效率。^[1] 暖风器涉及水热媒、空气两种介质换热，其实质是利用烟气冷却器出口的热水在暖风器中预热将进入空气预热器的空气。烟气冷却器出口的热水进入暖风器，与空气进行热交换，变成冷水，经暖风器出口，再经水泵进入烟气冷却器，实现烟气热量回收利用。

2.一、二次风暖风器的研究现状和应用现状

2.1一、二次风暖风器的研究现状

锅炉暖风器广泛应用于我国北方火电站，暖风器的作用是防止锅炉空气预热器冷端的低温腐蚀和堵灰。^[2]暖风器一般是由暖风器本体、阀门、疏水箱、疏水泵等组成。^[3]暖风器可以提高空气预热器的进口温度，有效防止低温腐蚀。暖风器系统由暖风器本体，疏水系统，输汽系统，联接管道和控制系统组成。暖风器主要分为一次风暖风器和二次风暖风器，其结构原理基本相同。其结构形式如图1所示。暖风器是一种通过热蒸汽、热水或电作为介质的暖通末端装置，能够迅速的冷却或者加热室内空气或者室外的新风，以此增强空气循环。^[4]

在寒冷的北方地区，为保证回转式空气预热器正常运行，防止冷端硫酸结露，造成空气预热器低温腐蚀和堵灰，大型火电厂普遍在空气预热器入口处加装空气加热装置暖风器，其目的是预加热室外冷空气，确保进入空气预热器的冷风温度在20 ℃以上。^[5]

暖风机是安装在一次风机、送风机前，利用汽轮机低压辅汽将管外空气用管内蒸汽加热的一种换热设备，^[6]因为多安装于风机出口与空气预热器入口之间，故又称前置式空气预热器。暖风机垂直或水平布置于风道内，与风道用法兰连接或承插焊。它的投入能提高空气预热器冷端的受热面的壁温，可以有效预防空气预热器的冷端的低温腐蚀，使空气预热器冷端的积灰减少，可减少因空气预热器堵灰造成风机阻力增加的可能性，大大延长了空气预热器的使用寿命。^[7] 暖风器可以分为锅炉暖风器^[8]和电热暖风器。^[9]

出口侧调节的暖风器系统是在加热蒸汽进口母管上设有电动调节阀, 在暖风器的进口管道上设手动调节阀,在出口管道上设电动调节阀及旁路管道。在发电机组正常运行时,进口管道上的调节阀全开,通过调节出口调节阀,控制加热蒸汽流量。采用出口侧调节的暖风器系统运行可靠,可较好地避免水击等引起的振动, 调节性能较好。通过调节出口调节阀, 可以调节加热蒸汽流量, 充分利用加热蒸汽与一二次风的温差,提高热利用率,使得对较低品位蒸汽的利用成为可能,从而改善发电机组的热经济性 。^[10]

图2出口侧调节的暖风器系统流程

进口调节的暖风器系统在进口设有电动调节阀及旁通管道,通过调节进口阀门可调节加热蒸汽流量,从而调节锅炉排烟温度。由于蒸汽平衡管的存在,在低负荷情况下,不但易引起水击, 导致振动, 而且易使调节失灵,影响暖风器正常运行。

图3采用进口调节的暖风器系统流程

2.2一、二次风暖风器的应用现状

目前对全省各厂调查情况表明，暖风器基本处于停用状态，甚至已经拆除或干脆不装。其原因主要有以下几个：