任李斌

浙江浙能嘉华发电有限公司

0 引言

我国现役燃煤机组排烟温度普遍偏高，有关数据显示一般维持在125～150 ℃之间，占锅炉各项热损失的50% 以上。锅炉排烟热损失相当于锅炉热量的5%～8%，并且随着排烟温度每升高20 ℃，排烟热损失增加0.6%～1.0%［1］。因此，锅炉排烟温度每降低15 ℃，可以提高锅炉效率1%，这里面蕴含着巨大的节能空间。

嘉华发电有限公司7 号机组通过改造，采取了利用烟气余热回收加热凝结水的方法，实现了余热回收的初步节能效果。

余热回收改造后烟囱的排烟温度一般控制在80～90 ℃左右，但是控制的温度值需要操作员根据当天的天气和温度情况进行手动设定，存在一定的滞后和难以判断的情况。为了更好地根据实时环境温度、湿度、风向等条件的变化，控制排烟温度并能达到控白烟的效果，设计了一个出口烟温自动设定的逻辑，并经过一段时间的运行观察达到了预期的效果。

1 余热回收系统的主要设备

1.1 烟冷器

烟冷器又称低温省煤器，为实现深度降低排烟温度，利用烟冷器通过进口烟气和水相互换热的方式来加热管式GGH中的热媒水。烟冷器另一个目的是为了让烟气温度降低到静电除尘器的要求，使得电除尘提高除尘效率，烟气中的PM2.5降低到符合排放的指标。

1.2 余热回收水水换热器

热媒水通过管式GGH 热媒水泵打循环，一方面经过余热回收水水换热器让管式GGH的热媒水和8 号低加入口的凝结水进行换热，从而加热凝结水，回收热量，另一方面则可以减少低加蒸汽的抽气量，从而提高燃煤锅炉的热效率。

1.3 管式GGH热媒水蒸汽加热器

管式GGH 热媒水温度直接影响出口净烟气温度，为了保证烟气出口温度不能太低，还增加了一路管式GGH热媒水蒸汽加热器。

管式GGH 热媒水蒸汽加热器是通过辅助蒸汽和管式GGH的热媒水进行换热从而达到加热热媒水的效果。

管式GGH 热媒水加热蒸汽调阀通过控制辅助蒸汽和管式GGH 热媒水换热的流量，从而保证净烟气的出口温度。

1.4 管式GGH烟气加热器

如果出口烟温过低，一是会造成烟气抬升扩散能力低，会在烟囱附近形成水雾污染环境，即烟流下洗；二是由于烟气在雾点以下，会有酸滴从烟气中凝结出来，即所谓的下雨，既污染环境，又会对设备造成低温腐蚀。

管式GGH 烟气加热器通过热媒水对出口烟气进行加热，保证出口烟气温度在设定值以上，从而提高净烟气的抬升高度和扩散能力，降低SO2、粉尘和NOX等污染物的落地浓度，减轻湿烟气的冷凝现象，缓解对后续烟道的腐蚀，并消除净烟气烟囱冒白烟的现象。

1.5 各主要设备的流程

管式GGH 热媒水通过热媒水泵打循环，首先经过烟冷器和对烟气换热，将烟气温度降低，再经过余热回收水水换热器，对8 号低加出口的凝结水进行加热，达到余热回收的目的，然后经过管式GGH 热媒水蒸汽加热器（这是为了最后出口温度太低，装的保护回路），最后经过烟气加热器，让管式GGH 热媒水加热出口的烟气温度达到排放的要求。

2 出口烟气温度控制原理

2.1 余热回收系统凝结水调阀

余热回收系统凝结水调阀通过控制凝结水和管式GGH 热媒水换热的流量，从而控制净烟气的出口温度。对排烟温度控制是反作用，具体的控制逻辑如图1所示。

图1 余热回收系统凝结水进水调阀逻辑

设定值逻辑一路来自自动设定，一路来自手动设定，两者可以通过自动设定按钮进行切换，其中被动对象为管式GGH 烟气加热器出口温度选择值。

2.2 管式GGH热媒水加热蒸汽调阀

管式GGH 热媒水加热蒸汽调阀通过控制辅助蒸汽和管式GGH 热媒水换热的流量，从而保证净烟气的出口温度。对排烟温度控制是正作用，具体的控制逻辑如图2所示。

设定值逻辑也是一路来自自动设定，一路来自手动设定，两者可以通过自动设定按钮进行切换，其中被动对象为管式GGH烟气加热器出口温度选择值。

两个调阀都是控制管式GGH 烟气加热器出口温度，设定值和被控对象都相同，所以在运行过程中会出现调节耦合。

2.3 调节耦合

由于余热回收系统凝结水调阀和管式GGH 热媒水加热蒸汽调阀的控制对象都是净烟气的出口温度，在实际运行过程中会出现两个调阀相互耦合的现象。

出口烟温在设定值附近波动时，两个调阀会互相造成扰动，从而影响调节品质。为了消除这种扰动，对两个调阀进行解耦，将设定值进行修正。余热回收系统凝结水调阀设定值为出口烟气须控制的正常数值，管式GGH 热媒水加热蒸汽调阀的设定值为：

管式GGH 热媒水加热蒸汽调阀设定值=出口烟温设定值-1

目前，从运行情况来看两个调阀调节作用正常。

3 出口烟气温度设定值自动设定

3.1 出口烟气温度设定值的要求

为了增强余热回收的效率，在不影响烟气排放的前提下，达到烟囱控白烟的效果，操作员需要手动频繁设定烟气出口温度。由于昼夜四季的温度、湿度都不同，操作员很难对设定值进行精确的设定，因而有时烟囱排放的温度和效果达不到预期。

为了能够精确地随着环境变化设定出口烟气温度，本文设计了一个根据不同季节、不同时间来具体调节它的出口温度的逻辑，从而进一步加强余热回收效率。

3.2 出口烟气温度计算公式

具体的7 号炉烟气加热器出口烟温设定值自动计算公式为：

其中

1）T_70、T_63、t_40、t_0 均为可设值，可由操作员设定，默认值分别为70、63、40、0。

WS为风力检测值，由风力检测仪处直接读取，单位：m/s。

3.3 出口烟气温度自动设定逻辑

具体的OVTION逻辑搭建如图3所示。

自动温度设定和手动设定做了一个切换按钮，以防在自动设定逻辑出问题了保留手动设定回路。自动设定逻辑到目前为止运行正常。

4 自动设定运行效果对比

4.1 2019年运行效果

出口烟温自动设定改造前，7 号机组的排烟温度平均，如表1。

图3 出口烟气温度自动设定逻辑

表1 2019年出口烟气温度记录情况

从2019 年全年运行情况看，出口烟气排放的平均温度在81.2 ℃左右，总体的排烟温度控制还算比较合理，每个季节的控制温度有所差异，实际观察的总体的白烟控制情况较为一般。

4.2 2020年优化后的运行效果

出口烟温自动设定改造后7号机组的排烟温度平均，如表2。

表2 2020年1-6月出口烟气温度记录情况

从2020 年1-6月的运行情况看，出口烟气排放的平均温度为77 ℃左右，在投入自动设定出口烟气温度的情况下，控制的排烟温度更低，实际观察出口白烟控制效果也有明显的改善。

从改造前后的两张表中可以看出，改造后投入排烟温度自动设定的实际排烟温度明显比改造前的低。从烟囱的白烟控制情况看，也基本达到了排放的要求。

5 结语

本文对嘉华发电有限公司7号机组的出口烟温自动设定改造进行了分析，一方面充分利用了烟气的余热进行加热凝结水，达到了节能的目的；另一方面有效实时地控制烟囱的白烟排放，使烟气的排放更为顺畅，对设备的保护也起到了一定的作用，最终达到了节能环保的目的。