1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

每年我国的火力发电厂消耗的煤约为其产量的一半，而燃煤放出的热量并没有被充分利用，大多热能都随着烟气排出到大气中，这些热量被称作”排烟热”,排烟损失是锅炉热损失中占比重最大的一部分，约占热损失的百分之八十。

根据《火电厂大气污染物排放标准》，对烟尘的排放含量做出了相关规定，不能超过其规定的范围，所以对高含尘烟气的处理既符合法律规定，也符合节能的要求，也有利于能源的充分利用。对于火电厂而言，降低排烟损失提高锅炉效率的有效手段就是利用低温省煤器技术，因此设计高含尘低温烟气省煤器是非常有意义的^][。

1.低温省煤器的原理

将锅炉的排烟温度由125℃～150℃左右降低到适于脱硫的最佳温度，约100℃；低温省煤器利用25℃～50℃这部分的余热（温差）来加热凝结水，加热后凝结水返回低压加热器，用于汽轮机，增加汽轮机功率，提高机组的效率，从而降低煤耗，达到节能的目的。

2.低温省煤器的国内外现状

国外的低温省煤器的运用技术要远远的比国内的成熟，且运用所获得的经济效益更加明显^][。例如德国，其燃煤锅炉燃料大部分是褐煤，锅炉的排烟温度较高，平均都在 170 ℃左右，装了低温省煤器后，其排烟温度平均大约下降了70℃，锅炉热效率明显提高，节省的能源量十分的可观。德国Schwarz Pumps 电厂拥有一组超超临界褐煤发电机组，容量2#215;800 MW ，为了降低排烟温度,在静电除尘器和烟气脱硫塔之间安装烟气冷却器，利用烟气来加热凝结水，使烟气的温度得到进一步降低。德国科隆 Nideraussem 1000 MW 褐煤超超临界发电机组将低温省煤器加装在空气预热器旁通烟道，通过分隔烟道系统实现了降低排烟温度的目的，并将一部分烟气引到旁通烟道来加热锅炉给水，实现了降低排烟温度且重复利用热量的目标，节省能源。

又如日本，其大多数工程和我国相似，唯一不同的是其低温省煤器利用技术优于我国。与德国一样，由于煤种原因，其锅炉设计排烟温度在125℃左右，但经过低温省煤器后能下降到90℃，日本的电厂很多都都采用水媒方式的管式GGH，管式GGH原理类似于低温省煤器，烟气在经过后，温度下降到 95 ℃，然后进入低温除尘器，烟气放热段 GGH 安装于烟囱入口处，由循环水加热烟气，其优点是热量循环利用特别高。

在国内，低温省煤器技术也运用越来越普及，很多人在这项技术的优化设计上做着努力，林万超的多级预热利用的提出，黄新元数学模拟最佳数值等研究都为这项技术优化做出了不小的贡献。近年研发的热管式低温省煤器更是对这项技术提出了新颖独特的见解，使电厂的效益进一步得到提高，但是与国外不起来，我们还有许多的不足，任然有需要改进的地方。

3.低温省煤器热力链接方式

热力链接方式三种：串联（图1）,并联（图2）以及混联（图3）。

从汽轮机#7低加出口引出凝结水，进入低温省煤器，在加热升温后，返回#6低加入口。低温省煤器串联于低加之间，成为热力系统的一个组成部分。其优点是流过低温省煤器的水量大，排烟余热的利用率较高，经济效益好。但增加了低加系统凝结水流的阻力和低加系统凝结水泵的压头。

下图为并联方式的热力系统。

从#8低加出口一部分水进到低温省煤器，加热后返回#6 ，与原来的凝结水汇合。低温省煤器与汽轮机#7 低加并联。

并联系统不增加汽轮机低加系统凝结水泵的扬程，因为绕过低加，减少的水阻力可以补偿低温省煤器和接管道所增加的阻力。此外，并联方式有独立的旁路，方便停用和检修但缺点是传热效果比串联系统低。

下图为混联系统。

这是典型的混联系统，他综合了串并联各自的优点，是现代工业中主要的链接方式。

4.加装省煤器位置的选择

无论加装位置在哪，其大体流程都是是烟气流经锅炉进入除尘器，在流经引风机和烟囱排入大气，但要根据具体情况具体分析。例如当系统配备了电器除尘器后，可以把它装在烟囱和引风机之间，但也可以根据实际条件安装。灵活的加装会让热量得到更加充分的利用。

5.影响低温省煤器使用的因素

影响低温省煤器的使用年限的因素主要有三个：低温腐蚀，积灰以及省煤器的磨损。造成低温腐蚀的原因是煤炭含硫，燃烧生成硫化物，到达锅炉尾部受热面，当温度低于露温度就会形成浓硫酸溶液，腐蚀金属。目前用新型氟料代替现阶段的材料是最近研发的解决腐蚀的有效方法，但这并不是唯一的解决方法。由于燃烧的原因，会产生大量烟尘，烟尘沉积之后形成积灰，影响了传热效率，避免和清除积灰是维护中很重要的一部分，可以通过选择合适的风速等方法来减少积灰。省煤器磨损可能会造成爆管事故，影响锅炉的运行以及公司运营，无论是对个人还是对企业，这都是没有益处的。造成其磨损的原因是烟气携带的小颗粒在流过管道时对管表面产生一定应力，使管子发生变形，经过长时间使用便会造成磨损。可以通过改变材料和加装防磨瓦等方法来降低磨损，从而达到维护的目的。

6.小结

低温省煤器在降低排烟温度，提高锅炉效率实现热量的重复利用方面有着非常大的作用，而且我相信这项技术的利用会是未来发展的主要方向和趋势，正如上述文中所说，虽然我国现有低温省煤器技术虽然有了一定的发展，但是和国际上先进的技术以及设备条件相比仍然有很大的差距，我们需要朝着缩小差距的这方向继续努力。相信在不久的将在我们的努力下，能够创造和改进出既符合国家节能要求又能进一步提高锅炉效率的新技术。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题是2000KW高含尘低温烟气省煤器的设计，工业余热回收烟气余热中很多排烟含尘高、温度低，有很多热量浪费，导致系统热效率较低，回收这些低温余热也有较好的经济效益，本课题结合国家节能减排的大政方针，沿着科研与生产相结合的原则，进行余热生产工业用热水，提高系统的热效率。热流体为工业废烟气，含尘量10g/Nm3左右,废气进口温度为140℃，要求废气出口温度为100℃，生产0.2MPa的工业用热水50吨/h，给水进口温度为40℃ ，回收热量2000kW。

研究方法是：根据课题所给出的数据，我们先经过初步计算，根据计算数据对省煤器有个初步的设计，然后对数据进行分析，对设计进行完善，完善后即完成了设计部分。设计部分完善后，根据设计的内容，用CAD进行绘图，画出设计相关的图纸，完成后即完成了基本的内容。