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对于燃烧水分较低且挥发分比较高煤种的锅炉,为了满足制粉系统的安全经济运行,必须通过掺入冷风的方式,降低磨煤机入口的一次风温。但这样会造成热一次风量减少,空气预热器换热效率下降,排烟温度升高,对电厂的经济性和安全运行都有不利影响。为充分利用空气预热器的换热能力,降低排烟温度,回收排烟余热,提出一种基于一次风加热凝结水的排烟余热利用系统。该系统利用热一次风加热汽轮机凝结水或者高压给水,通过一次风-凝结水/给水换热器将一次风富余的热量回收至回热系统,避免掺冷风,同时系统具有提高排烟余热利用的能级,节能效果好,一次风-凝结水/给水换热器不存在磨损和腐蚀等特点。以某典型超临界600 MW机组为例,对其使用的一次风余热利用系统进行设计,根据等效焓降的方法,对该系统的热经济性进行分析和技术经济性分析,并与传统的低压省煤器余热利用系统进行对比研究,结果表明:使用一次风余热利用系统,制粉系统可避免掺冷风,空气预热器换热量增加,排烟温度下降;由于热一次风温较高,可以排挤较高级汽轮机抽汽甚至是再热器冷端之前的汽轮机抽汽,使用一次风余热利用系统可使全厂供电标准煤耗率降低2.3 g/(kW·h),年可节省燃料7593 t,节能效果是低压省煤器的2.47倍。对一次风余热利用系统适用机组的燃料特性及空气预热器扩容的一次风余热利用系统进行了分析,结果表明:一次风余热利用系统不适用于燃烧高水分褐煤的机组,而对于燃烧低水分烟煤的机组热经济性最好;通过增加空气预热器的换热面积,将更多的排烟余热回收到热空气中,并将一次风中多余的热量回收至回热系统,随着排烟温度的降低,继续降低排烟温度需要消耗更多的空预器金属换热面积,在排烟温度为90℃左右时,系统经济性达到相对比较高的值,但此时空气预热器扩容面积较大,对于新建电厂,在设计时可以将一次风余热利用系统考虑在内,对于现有电厂改造,空气预热器扩容20%左右是可行的。将排烟温度由143.2℃降低至120℃,对一次风-凝结水/给水的布置方式进行了优化,提出五种布置方案,并进行对比分析,结果表明:一次风-凝结水/给水换热器与2#高压加热器并联布置,进水量为50 kg/s时的热经济性及经济性都是较优的,此时系统可以节省全厂供电标准煤耗率3.7 g/(kW·h)。