重庆天泰铝业永川发电分公司1号机组运用烟气高效余热技术对锅炉进行改造项目

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一、项目名称

重庆天泰铝业永川发电分公司1号机组运用烟气高效余热技术对锅炉进行改造项目

二、业主介绍

重庆天泰铝业永川发电公司建设规模为两台135MW循环流化床燃煤机组。两台机组的三大主设备分别由东方汽机、东方电气、东方锅炉三大主机厂制造，锅炉为DG440/13.7-II8型超高压、一次中间再热、自然循环、单炉膛循环流化床汽包炉，空气预热器采用卧式光管结构。设计排烟温度135°C，实际排烟温度接近150°C，次热风温设计为253°C，实际热风温度为239~243°C，改造前锅炉灰含碳量为4.6%，渣含碳量为9.5%，实测锅炉效率为86.01%。

三、案例内容

该项目根据永川电厂实际运行情况提出回收烟气余热加热空气方案，在锅炉空预器出口设置高效烟气余热利用(MGAH)系统，系统流程示意图如下:

图1 MGAH系统流程示意图

根据永川电厂的煤质参数和锅炉结构特点，设置2台烟气侧换热器、2台一次风换热器、2台二次风换热器以及3台循环泵。系统排烟温度设计为100°C，一、二次风机出口由30°C被加热到130°C，经过空预器加热后热风最终达到270°C左右进入锅炉参与燃烧。经过改造后，锅炉排烟温度将降低约50°C，进入炉膛的热风温度将比改造前提高约40°C，高出设计风温约20°C。

烟气侧换热器采用H型翅片管，H型翅片管广泛用于烟气换热器中，具有换热面积大、防止积灰等特点。空气侧换热器采用螺旋翅片管，螺旋翅片管适用于无灰环境，具有换热系数高、结构紧凑等特点:

为了防止发生低温腐蚀，烟气侧换热器按温度区间进行分段设置。高、中温段换热管采用普通碳钢。根据烟气成分计算酸露点，烟气酸露点加10°C以下区域设为低温段，低温段换热管采用耐酸腐蚀的ND钢。

为了减轻烟气侧换热器的磨损，除了采用H型翅片管外，还设置了防磨假管，并对烟气换热器区域烟气流场进行模拟分析，合理设置导流板，使烟气和粉尘分布均匀，控制烟气流速，有效避免了局部冲刷磨损并改善换热效果。

图2 烟气流场模拟

该项目于2013年9月开始实施，12月初调试完毕开始试运行。经过1年时间的运行，系统运行平稳，排烟温度在110±5°0内，空预器出口热风温度达270~280°C各运行参数达到设计值。系统投运后，在降低排烟温度的同时，1号机组锅炉床温升高，煤炭燃尽率提高，灰、渣含碳量下降进一步提高了锅炉效率。排烟温度降低也对后续电除尘和湿法脱硫也有好处。烟气温度降低后，烟气流量降低且飞灰比电阻下降更适合电除尘吸收，可提高除尘效率。烟气温度降低后，脱硫吸收塔水分蒸发量降低，可降低脱硫水耗。

四、项目年节能量及节能效益

1.年节能量

(1)改造前后系统设备用能情况及主要参数。

①改造前设备参数，

锅炉参数:

制造厂:东方锅炉(集团)股份有限公司；

型号:DG440/13.7-II8;

型式:自然循环单汽包循环流化床锅炉，一次中间再热，露天布置，汽冷式旋风分离器，固态排渣，炉膛受热面采用全悬吊方式。

主要设计参数:B-MCR;

过热蒸汽流量:440th;

过热蒸汽出口压力:13.7MPa(g)；

过热蒸汽出口温度:540°C;

再热蒸汽出口温度:540°C;

空预器进风温度:20°C;

热风温度:253°C;

排烟温度:135°℃;

锅炉设计热效率(低位):89.56%;

空预器设备参数:

空气预热器为光管卧式结构，4级。每台锅炉空预器分两侧，两侧完全相同。单侧每级空预器有4个管箱，共32管箱/每炉。

空预器每回程管道上、下部两排和左右侧两排1-1/4inch，其余Ф40x1.5(mm)，

横向节距80mm，纵向节距60mm。

②改造后设备参数

改造后系统设备参数

(2)节能量计算方法及项目年节能

节能量计算方法:该项目实施后对机组产生的煤耗影响主要包括烟气余热回收产生的节能、机组风机出力变化和项目本身耗电产生的煤耗变化以及炉渣含碳量、飞灰含碳量降低引起的煤耗降低。电除尘效率上升带来的节电能耗和脱硫水耗降低带来的效益未计入节能量。具体公式如下:

节约标煤量E(t)=Gx[(T-T)/100x6.06+1.0〕

式中G为发电量，单位为万kW·h，由电厂提供;

T为月均空预器出口烟气温度算数平均值，单位℃;

T为月均低低温换热器出口烟气温度算数平均值，单位℃;

100为低低温换热器设计温降，单位℃;

6.06为机组135MW负荷下，改造前后排烟温度由135°C降低到100°C时基准节约标煤量，单位g/kW·h;

1.0为机组灰渣含碳量降低、风机电耗增加等节约标煤量，单位gW·h;

该项目年节能量为7059吨标煤。

2.年节能效益

当地煤价665元/吨，年节能效益470万

五、商业模式

该项目采用节能效益分享型模式，节能服务合同合同期为5年，合同期内双方按95:5分享节能效益，节能服务公司占95%。节能效益按月结算款项。合同期内设备归属节能服务公司，合同期满后移交业主

六、融资渠道

该项目投资额为1180万元，其中20%为自有资金，80%为银行贷款。

七、优惠政策

该项目经第三方节能量审核机构检测公司1号机组烟气余热利用项目年可节标煤约7059吨，具有良好的经济效益和社会效益。成功获得国家财政奖励资金247万元，并享受合同能源管理增值税减免政策。