重慶天泰鋁業永川發電分公司1號機組運用煙氣高效余熱技術對鍋爐進行改造項目

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一、項目名稱

重慶天泰鋁業永川發電分公司1號機組運用煙氣高效余熱技術對鍋爐進行改造項目

二、業主介紹

重慶天泰鋁業永川發電公司建設規模為兩臺135MW循環流化床燃煤機組。兩臺機組的三大主設備分別由東方汽機、東方電氣、東方鍋爐三大主機廠制造，鍋爐為DG440/13.7-II8型超高壓、一次中間再熱、自然循環、單爐膛循環流化床汽包爐，空氣預熱器采用臥式光管結構。設計排煙溫度135°C，實際排煙溫度接近150°C，次熱風溫設計為253°C，實際熱風溫度為239~243°C，改造前鍋爐灰含碳量為4.6%，渣含碳量為9.5%，實測鍋爐效率為86.01%。

三、案例內容

該項目根據永川電廠實際運行情況提出回收煙氣余熱加熱空氣方案，在鍋爐空預器出口設置高效煙氣余熱利用(MGAH)系統，系統流程示意圖如下:

圖1 MGAH系統流程示意圖

根據永川電廠的煤質參數和鍋爐結構特點，設置2臺煙氣側換熱器、2臺一次風換熱器、2臺二次風換熱器以及3臺循環泵。系統排煙溫度設計為100°C，一、二次風機出口由30°C被加熱到130°C，經過空預器加熱后熱風最終達到270°C左右進入鍋爐參與燃燒。經過改造后，鍋爐排煙溫度將降低約50°C，進入爐膛的熱風溫度將比改造前提高約40°C，高出設計風溫約20°C。

煙氣側換熱器采用H型翅片管，H型翅片管廣泛用于煙氣換熱器中，具有換熱面積大、防止積灰等特點。空氣側換熱器采用螺旋翅片管，螺旋翅片管適用于無灰環境，具有換熱系數高、結構緊湊等特點:

為了防止發生低溫腐蝕，煙氣側換熱器按溫度區間進行分段設置。高、中溫段換熱管采用普通碳鋼。根據煙氣成分計算酸露點，煙氣酸露點加10°C以下區域設為低溫段，低溫段換熱管采用耐酸腐蝕的ND鋼。

為了減輕煙氣側換熱器的磨損，除了采用H型翅片管外，還設置了防磨假管，并對煙氣換熱器區域煙氣流場進行模擬分析，合理設置導流板，使煙氣和粉塵分布均勻，控制煙氣流速，有效避免了局部沖刷磨損并改善換熱效果。

圖2 煙氣流場模擬

該項目于2013年9月開始實施，12月初調試完畢開始試運行。經過1年時間的運行，系統運行平穩，排煙溫度在110±5°0內，空預器出口熱風溫度達270~280°C各運行參數達到設計值。系統投運后，在降低排煙溫度的同時，1號機組鍋爐床溫升高，煤炭燃盡率提高，灰、渣含碳量下降進一步提高了鍋爐效率。排煙溫度降低也對后續電除塵和濕法脫硫也有好處。煙氣溫度降低后，煙氣流量降低且飛灰比電阻下降更適合電除塵吸收，可提高除塵效率。煙氣溫度降低后，脫硫吸收塔水分蒸發量降低，可降低脫硫水耗。

四、項目年節能量及節能效益

1.年節能量

(1)改造前后系統設備用能情況及主要參數。

①改造前設備參數，

鍋爐參數:

制造廠:東方鍋爐(集團)股份有限公司；

型號:DG440/13.7-II8;

型式:自然循環單汽包循環流化床鍋爐，一次中間再熱，露天布置，汽冷式旋風分離器，固態排渣，爐膛受熱面采用全懸吊方式。

主要設計參數:B-MCR;

過熱蒸汽流量:440th;

過熱蒸汽出口壓力:13.7MPa(g)；

過熱蒸汽出口溫度:540°C;

再熱蒸汽出口溫度:540°C;

空預器進風溫度:20°C;

熱風溫度:253°C;

排煙溫度:135°℃;

鍋爐設計熱效率(低位):89.56%;

空預器設備參數:

空氣預熱器為光管臥式結構，4級。每臺鍋爐空預器分兩側，兩側完全相同。單側每級空預器有4個管箱，共32管箱/每爐。

空預器每回程管道上、下部兩排和左右側兩排1-1/4inch，其余Ф40x1.5(mm)，

橫向節距80mm，縱向節距60mm。

②改造后設備參數

改造后系統設備參數

(2)節能量計算方法及項目年節能

節能量計算方法:該項目實施后對機組產生的煤耗影響主要包括煙氣余熱回收產生的節能、機組風機出力變化和項目本身耗電產生的煤耗變化以及爐渣含碳量、飛灰含碳量降低引起的煤耗降低。電除塵效率上升帶來的節電能耗和脫硫水耗降低帶來的效益未計入節能量。具體公式如下:

節約標煤量E(t)=Gx[(T-T)/100x6.06+1.0〕

式中G為發電量，單位為萬kW·h，由電廠提供;

T為月均空預器出口煙氣溫度算數平均值，單位℃;

T為月均低低溫換熱器出口煙氣溫度算數平均值，單位℃;

100為低低溫換熱器設計溫降，單位℃;

6.06為機組135MW負荷下，改造前后排煙溫度由135°C降低到100°C時基準節約標煤量，單位g/kW·h;

1.0為機組灰渣含碳量降低、風機電耗增加等節約標煤量，單位gW·h;

該項目年節能量為7059噸標煤。

2.年節能效益

當地煤價665元/噸，年節能效益470萬

五、商業模式

該項目采用節能效益分享型模式，節能服務合同合同期為5年，合同期內雙方按95:5分享節能效益，節能服務公司占95%。節能效益按月結算款項。合同期內設備歸屬節能服務公司，合同期滿后移交業主

六、融資渠道

該項目投資額為1180萬元，其中20%為自有資金，80%為銀行貸款。

七、優惠政策

該項目經第三方節能量審核機構檢測公司1號機組煙氣余熱利用項目年可節標煤約7059噸，具有良好的經濟效益和社會效益。成功獲得國家財政獎勵資金247萬元，并享受合同能源管理增值稅減免政策。