山东博宇锅炉低低温省煤器的作用及重力热管式低低温省煤器介绍

一、低低温省煤器的作用 

 火电厂锅炉出口烟气系统中，在常规干式电除尘器之前，加装一套 “低低温省煤器”（也称烟气冷却器），有省煤器管屏、换热管束、进口集箱、出口集箱组成的利用尾部烟气加热锅炉给水的装置。因锅炉本身已安装三级省煤器，空预器出口温度较低，所以称为低低温省煤器。

将烟气温度从传统的120-150℃降低到酸露点以下、水露点以上的一个较低区间（典型为85℃-95℃），其主要作用如下：

1、吸收烟气热量，加热锅炉进水，节能效果显著

   通过低低温省煤器，烟气温度从传统的120-150℃降低到一个较低区。间（典型为85℃-95℃），提高了锅炉进水温度，实现了节能，使得发电机组的标煤耗降低1.5-2g/kwh。

    2、改善粉尘比电阻，提升电除尘效率

关于粉尘比电阻：它表示单位面积、单位厚度粉尘层的电阻，单位是 Ω·cm。电除尘器对粉尘的捕集效率，极大程度上取决于粉尘的比电阻，比电阻在 10 4 ~ 1010 Ω·cm 范围内时，电除尘效率高。燃煤飞灰在常规烟气温度（120-150℃）下，其比电阻往往偏高（可能超过1011 Ω·cm），落入“高比电阻”区域。

“高比电阻”的危害：粉尘到达收尘极板后，电荷释放缓慢。会在极板上形成一层带负电的粉尘层，排斥后续的带负电粉尘，导致粉尘难以捕集。严重时会产生“反电晕”现象：积灰层被局部击穿，产生正离子，中和电晕极发出的负离子，严重破坏电场，导致效率急剧下降。

低温如何解决问题：当烟气温度被降低至90℃左右时，飞灰的比电阻会显著下降1-2个数量级，回归到电除尘zui佳的109-1010 Ω·cm范围。

温度降低后，粉尘表面吸附的水分和硫酸（SO₃） 冷凝液膜增加了表面导电性，使电荷更容易通过粉尘层释放。

因此，降温使粉尘比电阻进入理想区间，从根本上解决了高比电阻带来的效率瓶颈，大幅提升了电除尘器的除尘效率。可稳定达到≤20mg/Nm³，条件好时可≤10mg/Nm³，是实现“超低排放”的基石。

3、协同脱除SO₃，获得环保收益

SO₃的相变：烟气中的SO₃气体（主要由锅炉燃烧和SCR脱硝产生）的酸露点通常在110-150℃之间。当烟气温度被冷却到90℃左右时，已经低于其酸露点。此时，气态SO₃会冷凝成液态的硫酸雾（H2SO₄）。

这些微米/亚微米级的硫酸雾滴，具有极强的吸附性，会优先凝结在飞灰颗粒的表面。携带了硫酸的飞灰颗粒，其比电阻进一步优化，更容易被电除尘器捕集。zui终，SO₃随着粉尘一起被收集到灰斗中，实现了对SO₃的高效协同脱除（脱除率可达80%-95%）。

因此，温度降至酸露点以下，实现了对强腐蚀性污染物SO₃的高效协同脱除，减轻了后续设备（如引风机、烟囱）的低温腐蚀压力，并消除了“蓝烟/黄烟”现象。

4、其它正面效应

烟气体积流量减少，实现节能：根据气体定律，温度降低，烟气体积显著收缩（约下降20%）。这意味着电除尘器的电场风速降低，烟气在电场内的停留时间增长，粉尘有更充分的时间被吸附，从而提升效率。同时，后续的引风机、脱硫塔等设备的处理负荷也相应减小，。

   提高电气运行电压，提升除尘效率：低温下烟气密度增大，其击穿电压升高。这使得电除尘器可以在更高的二次电压下稳定运行，电场强度更大，驱进速度更高，除尘效率进一步提升。

二、我公司研发的重力热管式低低温省煤器

山东博宇重工科技集团有限公司在充分调研市场的情况下，联合山东大学热能工程研究所、西安热工院等单位，联合研发了重力热管式低低温省煤器，现介绍如下。

1、几个概念

1)热管：是通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，具有极高导热性能的传热元件。它具有很高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向可逆性、可远距离传热、恒温特性(可控热管)等一系列优点。

热管就是利用蒸发凝结，因热管两端温度差很大，热量快速传导 。热管内部是被抽成负压状态，充入适当的液体，这种液体沸点低，容易挥发。热管的一段为蒸发端，另外一段为冷凝端，当热管一端受热时，管中的液体迅速蒸发，蒸气在微小的压力差下流向另外一端，遇冷释放出热量，重新凝结成液体，液体再流回蒸发段，如此循环不止，热量由热管一端传至另外一端。这种循环是快速进行的，热量可以被源源不断地传导开来。

常用的热管分为重力热管和径向热管。

重力热管：两相闭式热虹吸管，主要由管壳、端盖、工质三部分组成的热管。节能（如余热回收装置）领域的热管换热器，常用多为重力热管。

径向热管：具有两个同心圆管的套管式、传热方向为径向传热的热管。当外管外侧为高温侧，内管内侧为低温侧时，套管间隙内的工质在受热汽化膨胀后，在冷侧与工质形成高速对流，zui终在冷侧凝结。简言之，热量通过热管外部的管壁传递，工作介质吸收热量并蒸发，然后沿着管道流动，被冷测冷却并释放出潜热，zui终液体工质重新返回热侧。

2)热管式换热器 ：把单根热管集中起来，形成一束置于冷、热源之间，使热源中的热量通过热管束源源不断地传至冷测的装置就是热管式换热器。

热管式换热器按照流体的不同种类可分为:气一气型热管式换热器，气一液型热管式换热器，液一液型热管式换热器。

4)露点腐蚀：当烟气温度低于水蒸气的露点温度时,烟气中的水蒸气会冷凝下来,和烟气中的SO2和SO3一起对管子进行化学腐蚀和电化学腐蚀,这就叫做露点腐蚀。 

水蒸气的露点温度随烟气中水蒸气含量的高低而变,但一般都不高,在４０~６０℃之间。

5)烟气酸露点：酸露点是指当燃用含硫高的燃料时，燃烧后形成的SO2又一部会进一步被氧化成SO3，且与烟气中的水蒸汽结合成硫酸蒸汽，烟气中硫酸蒸汽的凝结温度。

酸露点比水露点要高很多，可达110～160℃，甚至更高。燃料中的含硫量越高，发热量越低，燃烧生成的SO2就越多，进而SO3也将增加，致使烟气酸露点升高。在高温（350～600度）二氧化硫有2％～5％在有氧条件下转化为三氧化硫，烟气对受热面的低温腐蚀常用酸露点的高低来表示，露点愈高，腐蚀范围愈广，腐蚀也愈严重。 

　　2、重力热管式低低温省煤器

１) 概念：安装在锅炉空气预热器出口的尾部水平烟道上，利用尾部烟气加热锅炉给水、有重力式热管屏组成的换热器。

２）构造：省煤器由热管、箱体、中间隔板和冷测进出水集箱组成，隔板将箱体分为两部分，形成冷、热介质的流道，隔板保证两侧流体互不相混，热管横穿隔板，一端与热流体接触，一端与冷流体接触，冷热两端可按需加装翅片以增大传热面积。热管式换热器中的热管元件可以呈错列三角形排列，也可以呈顺列矩形排列。

3）优点：一是漏液不需停炉，这是热管式低低温省煤器的zui大特点。即使烟气侧部分热管因腐蚀或磨损出现漏液，因气侧和水侧由隔板分开，水不能进入烟气侧，也可运行，不须停炉；二是避免了水露点腐蚀，对于进水温度低的省煤器，通过个性化设计，有效解决了烟气水露点腐蚀问题；三是采用模块化，维修更换方便；四是换热效率高、经济效益可观：采用该产品可将发电标准煤耗降低1.5--2.0克／千瓦时；五是产品质量可靠，性能稳定：在材料选用、防腐蚀、防堵、防磨损、防冻、防振等方面都有独特的设计理念和加工工艺。

 3、应用实例 www.luoxuanbanboyu.com 

我公司研发的重力热管式低低温省煤器成功应用在华电芜湖电厂2#机组（66万千瓦）低低温省煤器改造项目上。该项目由我公司负责设计、供货，用短短40天的时间如期完成了主要设备的进场，为电厂按期启动并网奠定了基础，运行后热管式省煤器达到了如期效果，收到了业主的广泛好评。

附：电厂低低温省煤器设计需提供的主要运行参数

   电厂低低温省煤器设计需提供的主要运行参数