【正文】 出，合理地減少回?zé)岢槠梢蕴岣邉?dòng)力機(jī)組的效率，這可以在所謂高效機(jī)組中得以實(shí)現(xiàn)。高效機(jī)組的實(shí)質(zhì)在于汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)被旁路到系統(tǒng)內(nèi)某一個(gè)地方，或者加熱不足的給水旁路到鍋爐，這些旁路給水利用煙氣在專門換熱器中進(jìn)行加熱，在回?zé)嵯到y(tǒng)旁路的情況下，一部分原來作為再熱的蒸汽不再進(jìn)入給水加熱器，而進(jìn)入汽輪機(jī)本體，發(fā)出附加功率，同時(shí)，上述鍋爐換熱器回收了鍋爐煙氣的熱量，降低了排煙溫度，因而提高了鍋爐的效率。設(shè)計(jì)技巧以及鍋爐和汽輪機(jī)的現(xiàn)實(shí)狀況在某種程度上促進(jìn)了在保持鍋爐出力不變的情況下，動(dòng)力機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的增加和機(jī)組功率的增加。高效機(jī)組除了增加功率、提高經(jīng)濟(jì)性外，還有其他正面的技術(shù)特點(diǎn)：1．鍋爐排煙溫度深度冷卻可改善電除塵器的工作狀況，在排煙溫度一定的情況下，微量含硫燃料的灰份排放量將有顯著的減少；2．汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)給水加熱負(fù)荷的下降，將提高回?zé)嵯到y(tǒng)的可靠性，這對(duì)高壓給水加熱器系統(tǒng)特別重要；3．高效機(jī)組所發(fā)出的附加功率比新建機(jī)組便宜，大約是新建機(jī)組的1/51/3。運(yùn)行效益實(shí)際上是在沒有任何消耗情況下獲得的；4. 對(duì)于現(xiàn)役動(dòng)力機(jī)組的改造，高效機(jī)組改造方案其投資可在極短時(shí)間內(nèi)得到回收。俄羅斯在對(duì)多個(gè)電廠進(jìn)行改造的實(shí)踐中，以上所敘述的高效機(jī)組的特點(diǎn)得到充分的肯定?？梢?，采用高效機(jī)組的方案對(duì)黃島電廠排煙溫度進(jìn)行深度冷卻是可行的。5. 某電廠高效機(jī)組改造方案簡介某電廠鍋爐在管式空氣預(yù)熱器與回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器之間的煙道加裝低溫級(jí)翅片管省煤器后，仍存在一定空間，在此加裝適當(dāng)面積的煙氣水加熱器，稱之為煙氣加熱器。從機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)給水管道中某級(jí)加熱器出口處引出一根旁路水管道，將水引進(jìn)煙氣加熱器（YJ）中利用鍋爐尾部煙氣的余熱加熱、升溫，再返回回?zé)嵯到y(tǒng)中，、。改造方案利用了鍋爐煙氣余熱，降低了排煙溫度，但同時(shí)對(duì)于回?zé)嵯到y(tǒng)來說，卻排擠了抽氣份額，回?zé)嵫h(huán)效率下降，因此，改造方案對(duì)整機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響需要進(jìn)行專門的討論分析。 煙氣加熱器在鍋爐布置中的簡圖 改造方案熱力系統(tǒng)圖6. 改造方案Ⅲ整機(jī)經(jīng)濟(jì)性定性分析鍋爐尾部加裝煙氣給水加熱器的改造方案涉及鍋爐和回?zé)嵯到y(tǒng)兩方面的因素。一方面，加裝煙氣加熱器后鍋爐排煙溫度降低，鍋爐排煙熱損失減小，鍋爐效率提高；另一方面，由于從給水旁路來水經(jīng)鍋爐尾部煙氣加熱后返回回?zé)嵯到y(tǒng)，排擠回?zé)嵯到y(tǒng)的回?zé)岢槠?，造成回?zé)嵫h(huán)效率下降。因此，對(duì)改造方案對(duì)整機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響分析是一個(gè)非常復(fù)雜的問題。在分析加裝煙氣加熱器的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，把煙氣加熱器在鍋爐尾部吸收的熱量視為余熱利用，將給分析過程帶來很大的方便。排煙余熱經(jīng)煙氣加熱器回收利用于回?zé)嵯到y(tǒng)，是一個(gè)典型的熱水?dāng)y帶熱量進(jìn)、出系統(tǒng)的問題，用等效焓降法分析其經(jīng)濟(jì)性非常簡便。假設(shè)某系統(tǒng)共有x段抽汽和相應(yīng)級(jí)加熱器，+1級(jí)加熱器出口引出旁路水進(jìn)入煙氣加熱器，流經(jīng)煙氣加熱器的水量為（t/h），相對(duì)于新蒸汽的份額為： (31)式中 D―――氣輪機(jī)汽耗量，t/h； 改造方案機(jī)組部分示意簡圖該份額旁路水在煙氣加熱器中吸收熱量，應(yīng)用等效焓降法,按照熱水?dāng)y帶熱量進(jìn)、出熱力系統(tǒng)進(jìn)行分析。根據(jù)等效焓降法原理，+1級(jí)加熱器出口引出系統(tǒng)作功損失為；溫度為，其作功為。正個(gè)系統(tǒng)獲得的實(shí)際作功收益△H可由下式求出： ＝ （32）式中 ―――煙氣加熱器出口水焓，kJ；―――級(jí)加熱器出口水焓，kJ；η―――加熱器抽汽效率，%；τ—給水在加熱器中的焓升，kJ。裝置熱經(jīng)濟(jì)性的相對(duì)提高率可表示為：％ （33）式中: ―――1kg新蒸汽的作功，kj。由式（32）、（33）可以看出，從系統(tǒng)收益的角度，△H值越大，經(jīng)濟(jì)性越高，值的選取最好能大于或至少等于的數(shù)值。7. 煙氣加熱器有關(guān)參數(shù)選擇的討論煙氣加熱器的參數(shù)選擇主要包括旁路水引出點(diǎn)的選擇、旁路水返回回?zé)嵯到y(tǒng)匯合點(diǎn)的選擇及煙氣加熱器出口水溫的選擇等等。a) 路水引出點(diǎn)選擇的討論旁路水引出點(diǎn)的選擇其實(shí)質(zhì)是煙氣加熱器入口水溫的選擇，由公式（32）看出，該系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是將排煙余熱分級(jí)利用于到之間的各個(gè)能級(jí)上。煙氣加熱器的單位工質(zhì)熱負(fù)荷計(jì)算如下： （34）公式（32）改寫為： （35）式中 ―――煙氣加熱器熱量利用的平均抽汽效率，可按下式計(jì)算。 （36）由公式（35）可知，在旁路水流量和煙氣加熱器面積不變的條件下，煙氣加熱器的熱經(jīng)濟(jì)性取決于和的大小，若引出點(diǎn)焓值較小，則排煙余熱利用充分，增大，煙氣加熱器熱經(jīng)濟(jì)效益也較大；反之，若值較大，則各級(jí)到之間的平均抽汽效率增加，增大，而排煙余熱的利用不充分。因此，的選擇存在一個(gè)最佳值。b) 路水經(jīng)煙氣加熱器加熱后返回回?zé)嵯到y(tǒng)匯合點(diǎn)選擇的討論從熱力學(xué)角度分析，匯合問題的實(shí)質(zhì)是兩股流體在有溫差的情況下匯合產(chǎn)生了作功能力的損失，降低了熱經(jīng)濟(jì)性。因此匯合點(diǎn)的選擇問題歸結(jié)為選擇一個(gè)合適的旁路水與主凝結(jié)水混合點(diǎn)，使得在混合點(diǎn)處旁路回水與主凝結(jié)水之間的溫差最小。從公式（32）可知，若煙氣加熱器出口水焓小于匯合點(diǎn)凝結(jié)水的水焓，則為負(fù)值，使得△H減小，其實(shí)質(zhì)可理解為：較低溫度的旁路水引入較高溫度的m級(jí)加熱器出口，將使m級(jí)加熱器出口水溫降低，相應(yīng)增加了m1級(jí)加熱器的抽汽，即增加了較高壓力級(jí)的抽汽，使得熱效率降低。因此，旁路水應(yīng)選擇一個(gè)在水溫與煙氣加熱器出口水溫相接近，且使0的地點(diǎn)與主凝結(jié)水匯合，熱經(jīng)濟(jì)性較高。c) 煙氣加熱器出口水溫選擇的討論由公式（32）將對(duì)煙氣加熱器出口水焓求導(dǎo)，若該導(dǎo)數(shù)恒為正值，則可認(rèn)為越大，煙氣加熱器的經(jīng)濟(jì)性的提高越有利。對(duì)公式（32）求導(dǎo)得： （37）因恒大于0，故可知的提高將相應(yīng)提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。但越大,煙氣加熱器面積增多,初投資增多,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性未必最佳。因此，存在一個(gè)最佳值，此時(shí)機(jī)組的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較高。8. 某電廠加裝螺旋肋片管煙氣加熱器方案設(shè)計(jì)煙氣給水加熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)如下：、℃的凝結(jié)水作為旁路水進(jìn)入煙氣加熱器，在煙氣加熱器中的水加熱到124℃（℃）返回回?zé)嵯到y(tǒng)（）。 螺旋肋片煙氣給水加熱器的主要設(shè)計(jì)參數(shù)名稱符號(hào)單位改造方案Ⅲ管徑/壁厚mm38/4橫向節(jié)距mm縱向節(jié)距mm50橫向管排數(shù)排53縱向管排數(shù)排16一個(gè)管片換熱面積總換熱面積H787工質(zhì)流通截面積f煙氣流通面積入口煙溫℃347出口煙溫℃292進(jìn)口水溫℃85出口水溫℃124煙氣流速水流速在螺旋肋片管煙氣加熱器的設(shè)計(jì)中，為避免過高磨損，煙氣流速一般控制在89m/s之間，設(shè)計(jì)方案中煙氣加熱器中煙氣、水流速均符合要求。第四章 改造方案經(jīng)濟(jì)性分析及環(huán)保效益分析 各改造方案改造前后鍋爐主要參數(shù)的比較分析我們將改造方案Ⅰ、方案Ⅱ和方案Ⅲ進(jìn)行的鍋爐校核熱力計(jì)算結(jié)果（注：方案Ⅲ熱力計(jì)算中假設(shè)加裝煙氣加熱器后汽輪發(fā)電機(jī)組參數(shù)不變）與改造前主要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。 各改造方案受熱面主要參數(shù)項(xiàng)目單位原設(shè)計(jì)原運(yùn)行值方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ額定蒸發(fā)量400400400400省煤器煙氣進(jìn)口溫度℃530/534531528省煤器煙氣出口溫度℃454/452449447省煤器工質(zhì)進(jìn)口溫度℃235/235249242省煤器工質(zhì)出口溫度℃261/263274269管式預(yù)熱器煙氣進(jìn)口溫度℃454450452449447管式預(yù)熱器煙氣出口溫度℃391433395389370管式預(yù)熱器工質(zhì)進(jìn)口溫度℃318/338314265管式預(yù)熱器工質(zhì)出口溫度℃400371412392367低溫級(jí)省煤器煙氣進(jìn)口溫度℃///389370低溫級(jí)省煤器煙氣出口溫度℃///352347低溫級(jí)省煤器工質(zhì)進(jìn)口溫度℃///235235低溫級(jí)省煤器工質(zhì)出口溫度℃///249242煙氣加熱器煙氣進(jìn)口溫度℃////347煙氣加熱器煙氣出口溫度℃////292煙氣加熱器工質(zhì)進(jìn)口溫度℃////85煙氣加熱器工質(zhì)出口溫度℃////124回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器煙氣進(jìn)口溫度℃391433395352292回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器煙氣出口溫度℃146149131108回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器工質(zhì)進(jìn)口溫度℃2038202020回轉(zhuǎn)式預(yù)熱器工質(zhì)出口溫度℃318345339314265排煙熱損失%鍋爐效率%，原光管式預(yù)熱器改造成螺旋槽管空氣預(yù)熱器的方案Ⅰ后，各熱力指標(biāo)比運(yùn)行值有較明顯的提高，其中熱風(fēng)溫度比改造前運(yùn)行值提高了41℃，達(dá)412℃使制粉出力增大、煤粉細(xì)度增加（煤粉更細(xì)）、風(fēng)粉溫度提高、并有利于一二次風(fēng)的合理匹配，因而提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，機(jī)械不完全燃燒損失、散熱損失、灰渣物理熱損失都將減小。排煙溫度降低到149℃，℃，%。%。改造方案Ⅱ可將排煙溫度降低到131℃，比改造前實(shí)際運(yùn)行值和方案Ⅰ℃和18℃，%%；熱風(fēng)溫度比改造前運(yùn)行值提高了21℃，達(dá)392℃；%。在排煙溫度為131℃的條件下，電除塵器除塵效率可提高到95%左右，比方案Ⅰ（88%左右）有較大提高。改造方案Ⅲ排煙溫度降低到108℃，℃，%；%；電除塵器效率可望達(dá)到98%以上，從環(huán)境保護(hù)的角度來看，改造效果是非常明顯的，但該方案熱風(fēng)溫度偏低，只有367℃。改造方案Ⅲ熱風(fēng)溫度偏低的問題可通過減少高溫級(jí)省煤器受熱面，增加空氣預(yù)熱器受熱面的方法加以解決，本文以探討排煙溫度深度冷卻對(duì)燃煤電站的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益為主要目標(biāo)，在此不作專門分析。根據(jù)上述分析，實(shí)際改造工作中可應(yīng)用改造方案Ⅱ。 改造后經(jīng)濟(jì)效益分析鍋爐效率提高與節(jié)煤量之間的關(guān)系可由下式推導(dǎo)出來: （41）節(jié)煤量 （42）式中 B鍋爐燃煤量。 鍋爐效率，2分別表示改造前和改造后的對(duì)應(yīng)值，％改造后鍋爐效率的提高值，％；每年標(biāo)煤節(jié)省量可按下式計(jì)算： （43）式中 ―――每年標(biāo)煤節(jié)省量，t； ―――鍋爐年運(yùn)行小時(shí)數(shù)，h；―――應(yīng)用基低位發(fā)熱量，kJ/kg。假設(shè)鍋爐年運(yùn)行5500h，標(biāo)煤價(jià)格為350元/t。將各原鍋爐數(shù)據(jù)與各改造方案數(shù)據(jù)代入公式（42）、（43）中，得各改造方案因鍋爐效率提高帶來的經(jīng)濟(jì)效益。 各改造方案改造后因鍋爐效率提高帶來的經(jīng)濟(jì)效益比較參數(shù)名稱原鍋爐方案Ⅰ方案Ⅱ方案Ⅲ排煙溫度149131108燃煤量B(t/h)鍋爐效率（％）比原鍋爐節(jié)煤量/比原鍋爐標(biāo)煤節(jié)省量t/年/718296439605預(yù)計(jì)投資費(fèi)用（萬元）/250350450每年省燃料費(fèi)（萬元）/251337336Ⅲ整機(jī)經(jīng)濟(jì)效益分析，提高了鍋爐效率，但鍋爐有效熱量的計(jì)算中增加了煙氣加熱器用于加熱旁路水的熱量，造成實(shí)際燃煤量并未減少，但鍋爐的余熱被利用到汽輪發(fā)電機(jī)組中，這部分效益將在機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)中體現(xiàn)出來。本節(jié)將對(duì)加裝煙氣加熱器后，機(jī)組各主要經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行分析。、。機(jī)組熱力系統(tǒng)可分為氣輪機(jī)汽耗量不變（定流量）和機(jī)組發(fā)電功率不變（定功率）這兩種條件進(jìn)行計(jì)算，鍋爐按全年運(yùn)行5500h計(jì)算，得加裝煙氣加熱器后與不加裝煙氣加熱器（即改造方案Ⅱ）機(jī)組的各級(jí)抽氣量、汽耗率、熱耗率、。、：，雖然標(biāo)準(zhǔn)煤耗量保持不變，但汽輪發(fā)電機(jī)組比方案Ⅱ可多獲得附加功率1678kWh，年附加功率為9229MW(，年附加贏利為180萬元，因此，方案Ⅲ總經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)為336+180＝516（萬元)， kg/(kWh)，(kWh)， g/(kWh)，%。2. 加裝煙氣加熱器后在汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電功率不變的條件下， kg/(kWh)， kJ/(kWh)， g/(kWh)，%，年節(jié)約燃料費(fèi)用為80萬元（比改造前年節(jié)約燃料費(fèi)用應(yīng)為336+80=416萬元）。 125MW機(jī)組原始數(shù)據(jù)名稱符號(hào)單位數(shù)值新汽焓KJ/kg一級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg二級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg三級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg四級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg3120五級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg六級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg七級(jí)加熱器抽汽焓KJ/kg氣輪機(jī)排汽焓KJ/kg2417進(jìn)入除氧器漏汽焓KJ/kg進(jìn)