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由于锅炉排烟热损失是锅炉热损失中最大的一项,为降低锅炉排烟热损失,提高机组效率,近年来国内燃煤电站广泛开展加装低温省煤器的余热利用改造工程。随着运行时间增加,许多已投运低温省煤器在运行中出现由于烟气流场不均造成的磨损泄漏问题。因此,为保障低温省煤器安全运行,必须有效解决烟气流场不均问题。本文基于某电厂实际工程项目,从管材、管型两方面进行低温省煤器换热器的优化设计。通过分析低温腐蚀机理,计算出酸露点温度,采用耐腐蚀ND钢以预防低温腐蚀,采用H型翅片管以增强换热。编制设计流程图,对低温省煤器进行设计计算,最终得到低温省煤器合理的结构参数、传热系数及传热量。根据本文设计的低温省煤器尺寸和原烟道布置情况,建立低温省煤器及前后烟道的数值模型,对未加导流板的原始方案进行BMCR工况下数值模拟,发现存在低温省煤器入口烟气偏流严重及两分叉烟道流量不均问题。具体为两烟道第一排受热面前300mm截面上速度分布偏差系数Cv分别为25.5%、28.4%,两烟道流量偏差率为3.04%,烟道总压降为302 Pa。针对此问题,提出三种优化方案,分别通过在弯头、扩口段、分叉烟道处加装导流板和改变烟道布置等方法使烟气流场均匀,降低磨损泄漏风险。BMCR工况下,通过对三种方案的速度云图、压力云图及流量偏差比较分析,确定第三种方案为最优方案。此方案额定工况下两烟道第一排受热面前300mm截面上速度分布偏差系数Cv分别为11.6%、12.8%,两烟道流量偏差率为2.6%,烟道总压降为360 Pa。再对最优方案进行75%和50%负荷工况下数值模拟,通过对不同负荷下的速度云图、压力云图及流量偏差比较分析,得出随着负荷降低,流场不均匀性和总压降均降低,最优方案在各负荷下均能满足流场均匀性要求。因此,采用第三种方案能有效解决由于烟气偏流导致局部烟气流速过高,而造成的低温省煤器局部磨损泄漏问题,提高低温省煤器设备的安全性。通过对比分析加装低温省煤器后投运和切除时的经济性参数,进行经济性分析,得出降低的发电煤耗率和标煤量,可有效节省燃料成本,增加发电厂经济效益。