热电厂低压省煤器的设计开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

热电厂低压省煤器设计

1.前言

　在节能意识日益增强的今天,排烟热损失作为锅炉热损失中最大的一项,逐渐被人们所关注。近10年来我国已有一些电站锅炉先后加装了热管式低温空气预热器,有效地降低了排烟温度,提高了机组热循环效率。目前国内不少电厂锅炉的排烟温度较高,为利用这一部分排烟余热而设计安装了低压省煤器系统。低压省煤器串联于汽轮机的加热回路之中,成为汽轮机热力系统的一个组成部分,通过省煤器中循环水与高温烟气的热交换来吸收烟气热量，降低排烟温度，吸收排烟热量返回汽轮机继续膨胀做功,从而提高发电机组的经济性。

2.低压省煤器系统的简介和节能原理

低压省煤器是利用锅炉排烟余热,节约能源的有效措施之一,并颇具特色。低压省煤器装在锅炉尾部,结构与一般省煤器相仿。

图1.低压省煤器系统示意图

典型的低压省煤器的热力系统如图1所示。低压省煤器与主回水成并联布置,其进口水取自汽轮机的低压回热系统,低压省煤器的过水量、入口水温均可在运行中调节。进入低压省煤器的凝结水吸收锅炉排烟热量后,在除氧器入口与主凝结水汇合。这种热力系统,低压省煤器的给水跨过若干级加热器,利用级间压降克服低压省煤器本体及连接管路的流阻,不必增设水泵,提高了运行可靠性,同时也自然地实现了排烟余热的梯级利用。

低压省煤器在回热系统中的连接方式主要有两种。一种是串联方式，即低压省煤器串联在回热系统中;另一种是并联方式，即低压省煤器与回热系统并联运行。

图2.低压省煤器的串联连接

图3.低压省煤器的并联连接

4.低压省煤器的研究现状

目前国内外对于低压省煤器的研究主要集中在这几个方面：低压省煤器节能理论在热电厂的应用分析，热电厂安装低压省煤器的经济效益分析，热电厂低压省煤器的节能效果研究，火力发电厂低压省煤器系统最优设计的通用数学模型，火力发电厂低压省煤器系统的最佳水量分配，热管式低压省煤器应用前景讨论。

姚昌模，王鼎顺，任彦，赵宁[13],[28]等学者主要是针对于热电厂低压省煤器的节能理论方面的研究。其主要内容包括介绍低压省煤器系统的装置流程，连接方式（串联连接和并联连接），安装位置（空气预热器之后，电除尘器之前；引风机或增压风机之后，脱硫装置之前），低压省煤器运行时存在的问题及解决措施（腐蚀，积灰和磨损），节能效果计算，系统的投运和切除的机组热耗对比性试验的研究等。

黄新元,孙奉仲,史月涛[20],[21]等学者主要是以等效焓降理论为基础,结合国内十余家电厂低压省煤器改造中所作方案比对的实际数据,对于低压省煤器系统的工作原理、标准煤节省量的计算、技术经济比较、方案比对论证、以及若干重要的运行特性给出一个全面的总结分析。低压省煤器节能理论及计算的研究内容主要包括：发电煤耗节省量计算，汽轮机真空影响计算；低压省煤器的主要运行特性所研究的内容有：节能量-水量特性，节能量-负荷特性，进水温度特性。

黄新元，王立平[30]等学者主要是对于火力发电厂低压省煤器系统最优设计的通用数学模型的相关研究。研究的主要内容有：依据等效热降的原理,按照多变量优化设计途径,经过变量及约束函数分析,建立一个适用于火电机组低压省煤器系统优化设计的通用数学模型,并给出本模型在国产100MW、300MW、600MW机组上运行的一个具体结果,可供电厂设计低压省煤器时选取最优系统参数作参考；热系统及分析，数学模型（变量分析，目标函数及计算，约束函数，数学模型），运算实例分析。

黄新元，平亚明，孙奉仲[24]等学者主要是对于火力发电厂低压省煤器系统的最佳水量分配作相关等方面的分析研究。主要研究内容为以某电厂137MW发电机组低压省煤器为典型,全面分析了低压省煤器系统的变工况特性,导出热力参数变动及等效焓降变化的计算公式,进而建立了寻求低压省煤器最佳流量的数学模型。为验证模型,在某电厂#1号炉进行了低压省煤器运行调整试验,实验数据与模型的计算结果吻合很好,表明本模型可以用于指导低压省煤器的最优运行。具体的研究有如下几项内容：系统与参数的确定，热经济性与最佳水量的分析与讨论，排挤油气的计算，变工况计算模型的讨论，低压省煤器优化运行数学模型的讨论与确定。

史红启，张天柱[17]两位学者主要是对于热管式低压省煤器应用前景讨论的研究。研究的主要内容是将普通式低压省煤器和分离型热管式低压省煤器的工作原理，节能方式，节能效果进行对比研究，最后得出相关的结论。

研究最后得出热管式低压省煤器具有如下技术优势：

1.通过调节热管低压省煤器冷热端外表面扩展受热面的大小，可以调节管壁温度,使之高于烟气酸露点或避开最大腐蚀区。这是普通低压省煤器及其它换热结构无法实现的。

2.由于热管低压省煤器烟气侧金属管壁温度均高于烟气酸露点和水蒸汽露点则附在管外表面的烟灰呈干燥和疏松状态。设计适当的烟气流速则可使烟气具有自吹灰性能,从而避免灰的不断堆积或堵塞。

3.由于烟气侧实施了翅片强化换热手段,烟气遇到翅片后,烟气中的灰粒与翅片相撞,且气流作绕流动作，使灰粒损失了部分动能，因此具有翅片的热管低压省煤器较之普通低压省煤器具有较高的耐磨性。

4.锅炉启动后，排烟温度逐渐升高，此时热管低压省煤器冷端没有通水使其处于干烧状态。在热管低压省煤器内将产生大量蒸汽，压力也逐渐升高。当排烟温度大于10℃以后，分离式热管内的压力将大于常压，这时可打开排气门，积存在分离式热管内的空气将随着部分水蒸汽被排出，根据排气情况认定只有水蒸汽在向外排放时热管内空气已被排放完毕此时即可关闭放气门。因此制造厂逐支热管抽真空的繁琐工作被上述简单工作所取代生产工艺简化，其生产成本也将随之下降。

5.当热管的制造工艺不良时,由工作液和空气带入热管内的氧气和二氧化碳将使热管很快失效,而且失效的热管在现场又很难被逐支检测出来,同时失效的热管往往要返厂进行再生。而分离型热管换热器随时可以再生,这就解决了查找失效热管困难及失效后再生困难的问题。

6.热管低压省煤器烟气侧受热面的泄漏不会影响其投入,因为凝结水不与烟气侧受热面直接接触,凝结水不会因此泄漏,只是热管内的工质将逐渐被蒸干,使发生泄漏的热管并联回路失效,而其它并联热管将继续正常工作。而当普通低压省煤器一旦发生泄漏,就必须全部停用。

5.小结

目前,国内一些电厂锅炉排烟温度偏高,造成锅炉运行效率降低,机组标准煤耗增加。若上脱硫系统,需要较大幅度降低排烟温度。从电厂技术改造角度,有多种方案可达到降低排烟温度的目的,在电厂的热系统中增设低压省煤器即是其中之一。已在国内几十家电厂的上百台机组上安装了低压省煤器系统。但对于低压省煤器降低排烟温度的合理性及其节能效果,尚有不少电厂热工人员存有质疑,以致影响了低压省煤器系统在电厂节能减排中的推广应用。热电厂安装低压省煤器系统能降低烟气余热损失，提高热电厂的燃煤效率，有很高的经济效益。只是目前低压省煤器系统的技术还有待进一步的提高，将来的技术一定会向着更加节能环保的方向发展。

参考文献：

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NRenewableandSustainableEnergyReviews20(2013)7181

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

1.研究问题

本课题要求在查阅大量文献资料基础上，根据所查阅的中，外各项文献资料，针对于热电厂设计合理的低压省煤器，使其适用于热电厂的实际生产项目，以达到节能减排的效果。

2.设计手段

本课题-热电厂低压省煤器的设计需要我们对低压省煤器的工作原理，节能原理及经济效益有很全面的认识和了解，然后结合热电厂实际发电量情况结合国内外现有的与低压省煤器的相关设计研究设计出一套适合热电厂实际工况的低压省煤器，实现有效降低了排烟温度,提高了机组热循环效率的效果。低压省煤器串联于汽轮机的加热回路之中,成为汽轮机热力系统的一个组成部分,通过省煤器中循环水与高温烟气的热交换来吸收烟气热量，降低排烟温度，吸收排烟热量返回汽轮机继续膨胀做功,从而提高发电机组的经济性。