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火电行业回转式空气预热器换热效率提效关键技术研究及应用

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成果主要完成人

邓 炎、王红军、王力康、秦 磊、张 伟、卢小龙、胡 成、刘燕芳

项目概况

(一) 项目名称 火电行业回转式空气预热器换热效率提效关键技术研究及应用 (二) 项目概况 华电呼图壁能源有限公司热电厂空预器是由豪顿华工程有限公司生产的31.5VNT2270 型三分仓容克式空预器。自配煤掺烧以来,空预器堵塞较为严重,尤其是冬季工况,满负荷阻力达2.6kPa,比设计值1.3 kPa 高出1.3kPa。 本项目在没有先例的情况下,经过3 个多月,6 次试验得出预热器堵塞的主要原因是预热器换热元件的波 形及高度匹配,热端及中温端换热元件总高度较高,经过换热后进入空预器冷端的烟气温度低,造成元件金属壁温分布不合理,冷端元件的金属壁温较低,硫酸腐蚀沉积带在预热器内部大幅加宽且位置被抬高,硫酸氢铵沉积带不能在冷端区域内完全覆盖,造成空预器发生发生硫酸氢氨跨界,加剧运行时的堵灰,导致阻力上升较快且失控。针对以上问题,进行攻关研究后,成功将空预器阻力从2.6kPa 降至1.23 kPa。 (三) 具体创新点 (1)采用CFD 模拟流场技术将冷、热端元件烟气流场均匀优化。 (2)将冷、热端波形元件更换为拥有自主专利产权的DUN、TF4 大通道封闭波形,有效提高空预器换热效率。 (3)通过热力学能量守恒定律重新计算匹配换热元件冷、热端高度,优化金属壁温分布,使得硫酸氢铵沉积位置在合理位置。 (四) 知识产权情况 依托本项目成果经验,成果获得2 项实用新型专利《一种冷灰斗观察窗的除渣装置》、《机组脱硝SCR供氨系统》授权,在验收评价中评审认为已达到国内领先水平。 (五)推广和效益情况 按照改造前空预器最低阻力1.3KPa 和最高阻力2.6KPa 的平均值1.95KPa 计算,上网电价0.2 元/KW.H。年 利用时数5000h。实施后烟气阻力1.23KPa ,因空预器阻力降低,三大风机节能68.2 万元/年。实施后可节省冲洗换热元件费用约40 万元/年。实施前换热元件因长期使用高压水在线冲洗,损坏严重,每年需更换1/3 左右,实施后每年可节省200 万元件采购和更换费用。合计可获得效益308.2 万元/年。 因解决空预器堵塞问题,减轻了运维人员的维护压力,节省了维护开支。随空预器阻力降低,三大风机的电耗同时下降,节能减排效果明显。目前可参与AGC 深度调峰,经济效益之大难以衡量。具体数值需另行统计,值得在同类型电厂进行推广应用。