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一次风冷却回热系统在600MW机组上的应用介绍

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摘要:由于锅炉设计时为适应多煤种的原因，预热器出口一次风温的选取有较大的裕度，相当一部分冷一次风要旁路空预器，从而使锅炉排烟温度升高。通过安装一次风冷却回热系统，利用热一次风加热凝结水，减少除氧器加热蒸汽抽汽量，从而增加汽轮机出力。通过减少旁路空预器的冷一次风量，降低了锅炉排烟温度，节能效果显著。

关键词:磨煤机;一次风;空预器;冷却;节能

前言

现代大容量电站锅炉多采用正压直吹式制粉系统，锅炉设计为保证制粉系统对煤种水分多变具有足够的干燥能力，对预热器出口一次风温的选取都有相当大的富裕度，大都选取在320℃～330℃。受制于粉系统防爆要求，磨煤机设计出口温度一般取为70～90℃，对于高挥发分煤种，则应维持65～70℃。实际运行中磨煤机入口风温与预热器出口一次风温相比有60℃～180℃的温降，此时就需要通过掺混大量的冷一次风来降低干燥介质的入口温度，因此势必有相当一部分冷一次风要旁路空预器，从而使锅炉排烟温度升高。

1.设备简介

某“煤电一体化”坑口电站，一期工程2台630MW超临界燃煤机组，锅炉为上海锅炉厂有限公司生产的Π型超临界螺旋管圈直流炉，型号为SG-1913/25.42-M967。锅炉制粉系统采用正压直吹式，配置6台HP-1003弹簧加载碗式中速磨煤机。每台锅炉配置两台采用上海锅炉（集团）股份有限公司生产的型号三分仓容克式空气预热器。锅炉采用其配套煤矿生产淮南烟煤，煤质情况见下表。

2.一次风冷却回热系统节能原理

锅炉为了减少空预器旁路冷一次风流量，可以在预热器出口的热一次风道中安装一次风冷却回热系统，如图1所示，通过对取自机组凝结水系统的冷却水流量的调节，可以将热一次风温t2降低至略高于磨煤机要求的干燥介质入口温度t3，大大减少掺混的冷一次风量，使更多的冷一次风通过空预器，从而降低锅炉排烟温度。

通过一次风冷却回热系统加热的凝结水直接送入除氧器，相应减少了除氧器的加热蒸汽抽汽量，这部分减少的抽汽量将从抽汽口返回汽轮机继续膨胀做功，增加了汽轮机的出力。在负荷不变的情况下，降低了机组的煤耗。

实际运行中由于每台磨煤机的煤量和煤种不完全相同，因此每台磨煤机入口的干燥介质温度要求也是不一样的。为了满足所有磨煤机对干燥介质温度的要求，以及变负荷的快速响应需要，还不能取消冷一次风，只能通过一次风冷却回热系统将热一次风温度降低至对干燥介质温度要求最高的磨煤机入口温度，而对其它要求较低干燥介质温度的磨煤机还要通过掺混部分冷风来满足其对入口干燥介质温度的要求。

3.一次风冷却回热系统回热系统节能潜力分析

2016年1月开始某电厂与上海明华电力技术工程有限公司合作进行利用一次风冷却器节能回热系统降低燃煤机组煤耗研究,以某超临界600MW机组为例进行其节能潜力分析计算。以机组设计煤种及校核煤种为分析依据，磨煤机出口温度按75℃选取，假定机组运行在额定负荷下，向锅炉输入的热量取设计值，通过一次风冷却回热系统回收的热量全部用于加热5号低加进口凝结水，出水全部进入除氧器。在安装一次风冷却回热系统后，按照1.15倍一次风量的测算冷却器阻力为225Pa，计算一次风机通风电耗增加影响煤耗约0.02g/kWh，综合测算安装一次风冷却回热系统后可降低供电煤耗约1.5g/kWh。

4.一次风冷却回热系统应用

5.1一次风冷却回热系统安装应用

研究项目于2016年在某电厂1号机组应用实施，2017年7月完成一次风冷却器节能回热系统的优化改造。

5.2一次风冷却回热系统运行控制要求

1)机组启动阶段水侧回路同凝结水回路一同投运，一次风冷却器旁路热风挡板保持全开，建立3台磨煤机一次风通道，防止风机失速。

2)运行中冷却器出水温度以5号低加出水温度为控制目标，保持低于除氧器水温10～15℃的欠焓，防止冷却水汽化，水循环停滞。

3)正常运行控制A、B侧空预器出口热一次风温以6台磨煤机入口混合风温最高值为调节目标，保持磨煤机冷风调节挡板具有一定10%的开度。

低负荷及停炉阶段空预器出口排烟温度低于100℃时，开启冷却器热风旁路挡板，节流进风挡板开度，降低冷却水进水流量。

节能分析

一次风冷却器节能回热系统2018年性能验收试验结果表明，300MW工况下投用一次风冷却器回热系统后，可降低汽机热耗率30.19kJ/kWh，折合供电煤耗1.19g/kWh400MW、500MW、600MW工况节能量分别为：0.708g/kWh、0.684g/kWh、0.624g/kWh。（目前该厂磨煤机出口温度控制100℃，较磨煤机出口75℃计算节能潜力有所降低）。

以单台机组年利用4500小时，标煤单价850元，年平均降低煤耗0.7g/kWh计算，年节约燃煤费用约168万元。

5.应用结论

1．一次风冷却器节能回热系