重慶天泰鋁業(yè)永川發(fā)電分公司1號機組運用煙氣高效余熱技術(shù)對鍋爐進(jìn)行改造項目

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一、項目名稱

重慶天泰鋁業(yè)永川發(fā)電分公司1號機組運用煙氣高效余熱技術(shù)對鍋爐進(jìn)行改造項目

二、業(yè)主介紹

重慶天泰鋁業(yè)永川發(fā)電公司建設(shè)規(guī)模為兩臺135MW循環(huán)流化床燃煤機組。兩臺機組的三大主設(shè)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(huán)、單爐膛循環(huán)流化床汽包爐，空氣預(yù)熱器采用臥式光管結(jié)構(gòu)。設(shè)計排煙溫度135°C，實際排煙溫度接近150°C，次熱風(fēng)溫設(shè)計為253°C，實際熱風(fēng)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(nèi)容

該項目根據(jù)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(yù)器出口設(shè)置高效煙氣余熱利用(MGAH)系統(tǒng)，系統(tǒng)流程示意圖如下:

圖1 MGAH系統(tǒng)流程示意圖

根據(jù)永川電廠的煤質(zhì)參數(shù)和鍋爐結(jié)構(gòu)特點，設(shè)置2臺煙氣側(cè)換熱器、2臺一次風(fēng)換熱器、2臺二次風(fēng)換熱器以及3臺循環(huán)泵。系統(tǒng)排煙溫度設(shè)計為100°C，一、二次風(fēng)機出口由30°C被加熱到130°C，經(jīng)過空預(yù)器加熱后熱風(fēng)最終達(dá)到270°C左右進(jìn)入鍋爐參與燃燒。經(jīng)過改造后，鍋爐排煙溫度將降低約50°C，進(jìn)入爐膛的熱風(fēng)溫度將比改造前提高約40°C，高出設(shè)計風(fēng)溫約20°C。

煙氣側(cè)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(cè)換熱器采用螺旋翅片管，螺旋翅片管適用于無灰環(huán)境，具有換熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊等特點:

為了防止發(fā)生低溫腐蝕，煙氣側(cè)換熱器按溫度區(qū)間進(jìn)行分段設(shè)置。高、中溫段換熱管采用普通碳鋼。根據(jù)煙氣成分計算酸露點，煙氣酸露點加10°C以下區(qū)域設(shè)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(cè)換熱器的磨損，除了采用H型翅片管外，還設(shè)置了防磨假管，并對煙氣換熱器區(qū)域煙氣流場進(jìn)行模擬分析，合理設(shè)置導(dǎo)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(diào)試完畢開始試運行。經(jīng)過1年時間的運行，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，排煙溫度在110±5°0內(nèi)，空預(yù)器出口熱風(fēng)溫度達(dá)270~280°C各運行參數(shù)達(dá)到設(shè)計值。系統(tǒng)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(jìn)一步提高了鍋爐效率。排煙溫度降低也對后續(xù)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(fā)量降低，可降低脫硫水耗。

四、項目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.年節(jié)能量

(1)改造前后系統(tǒng)設(shè)備用能情況及主要參數(shù)。

①改造前設(shè)備參數(shù)，

鍋爐參數(shù):

制造廠:東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司；

型號:DG440/13.7-II8;

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

主要設(shè)計參數(shù):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(yù)器進(jìn)風(fēng)溫度:20°C;

熱風(fēng)溫度:253°C;

排煙溫度:135°℃;

鍋爐設(shè)計熱效率(低位):89.56%;

空預(yù)器設(shè)備參數(shù):

空氣預(yù)熱器為光管臥式結(jié)構(gòu)，4級。每臺鍋爐空預(yù)器分兩側(cè)，兩側(cè)完全相同。單側(cè)每級空預(yù)器有4個管箱，共32管箱/每爐。

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

橫向節(jié)距80mm，縱向節(jié)距60mm。

②改造后設(shè)備參數(shù)

改造后系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)

(2)節(jié)能量計算方法及項目年節(jié)能

節(jié)能量計算方法:該項目實施后對機組產(chǎn)生的煤耗影響主要包括煙氣余熱回收產(chǎn)生的節(jié)能、機組風(fēng)機出力變化和項目本身耗電產(chǎn)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(jié)電能耗和脫硫水耗降低帶來的效益未計入節(jié)能量。具體公式如下:

節(jié)約標(biāo)煤量E(t)=Gx[(T-T)/100x6.06+1.0〕

式中G為發(fā)電量，單位為萬kW·h，由電廠提供;

T為月均空預(yù)器出口煙氣溫度算數(shù)平均值，單位℃;

T為月均低低溫?fù)Q熱器出口煙氣溫度算數(shù)平均值，單位℃;

100為低低溫?fù)Q熱器設(shè)計溫降，單位℃;

6.06為機組135MW負(fù)荷下，改造前后排煙溫度由135°C降低到100°C時基準(zhǔn)節(jié)約標(biāo)煤量，單位g/kW·h;

1.0為機組灰渣含碳量降低、風(fēng)機電耗增加等節(jié)約標(biāo)煤量，單位gW·h;

該項目年節(jié)能量為7059噸標(biāo)煤。

2.年節(jié)能效益

當(dāng)?shù)孛簝r665元/噸，年節(jié)能效益470萬

五、商業(yè)模式

該項目采用節(jié)能效益分享型模式，節(jié)能服務(wù)合同合同期為5年，合同期內(nèi)雙方按95:5分享節(jié)能效益，節(jié)能服務(wù)公司占95%。節(jié)能效益按月結(jié)算款項。合同期內(nèi)設(shè)備歸屬節(jié)能服務(wù)公司，合同期滿后移交業(yè)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(yōu)惠政策

該項目經(jīng)第三方節(jié)能量審核機構(gòu)檢測公司1號機組煙氣余熱利用項目年可節(jié)標(biāo)煤約7059噸，具有良好的經(jīng)濟(jì)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。