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中國電力

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“零洩漏”解決燃煤電廠煙氣治理新痛點

LVE型“零洩漏”真空熱管換熱裝置及應用透過技術鑑定

“LVE型‘零洩漏’真空熱管換熱裝置首次成功應用於大型燃煤電廠低低溫電除塵系統，填補了該領域的技術空白，技術整體達到國際領先水平，同意透過技術成果鑑定。”9月14日，隨著7名行業頂級專家組成的鑑定委員會一錘定音，又一項“國之重器”在“匠從八方來，器成天下走”的千年景德鎮鍛造出爐。

從“綠水青山就是金山銀山”生態文明思想，到“四個革命、一個合作”能源安全新戰略，再到“3060”目標，生態文明治理與能源發展理念一脈相承，推動我國能源體系進入一場極為深刻的轉型。清潔發展水平已居全球首位的中國煤電扛起低碳轉型發展大旗，腳步不止、步履不停，繼續邁向深度節能減排降碳之路。“龍淨自2011年投運國內首臺與電除塵器配套使用的餘熱利用換熱裝置以來，一直致力於研究解決換熱裝置可能出現的洩露問題。十年磨一劍，課題組及專案組經過夜以繼日的攻關和創新研發，終於斬獲這項高水平技術成果。”福建

龍淨環保

股份有限公司（以下簡稱“龍淨”）總裁羅如生表示，LVE型“零洩漏”真空熱管換熱裝置成功研發，創造性地將真空熱管應用於大型燃煤機組，徹底解決了困擾燃煤電廠常規低溫省煤器磨損、洩漏的核心痛點，將為燃煤電廠落實“雙碳”目標行動貢獻“環保力量”！

直擊燃煤電廠新痛點

九月的瓷都，瓷韻悠悠、秋實離離。記者跟隨鑑定委員會的專家們來到國家電投江西公司景德鎮發電廠，對LVE型“零洩漏”真空熱管換熱裝置實際執行情況進行現場考察。

登上幾十米高的熱管換熱裝置平臺，旁邊矗立著高大的低低溫電除塵裝置，腳下是十塊巨大的隔板，下方不斷有“噼啪噼啪”的聲音傳來。來自龍淨的技術人員開啟隔板，向現場專家演示如何用手持監測儀器便捷地線上監測熱管換熱裝置每根真空熱管是否換熱正常。此時，“噼啪噼啪”的聲音更加響亮——這是真空熱管內部經過精密物理運作產生的氣流執行的聲音，猶如正在彈奏一曲電力環保工業與科技創新發展的協奏曲。

景德鎮發電廠現有2臺66萬千瓦超超臨界燃煤機組，於2011年建成投產，為滿足煙塵達標排放，配備雙列兩室四電場高壓靜電除塵器。2016~2017年，該廠應用低低溫電除塵技術完成兩臺機組裝置改造，實現超低排放。

此去經年，問題逐漸暴露。“低溫省煤器執行多年，受煤質波動、煙塵顆粒濃度場分佈與氣流分佈均勻性差異及機組發電負荷變化等諸多因素影響，換熱管受粉塵不斷沖刷導致的磨損難於避免，洩漏問題日漸突出。”時任國家電投江西公司景德鎮發電廠總工程師黃元進面臨著兩難選擇：低低溫省煤器洩露故障頻發，給機組安全可靠執行帶來極大隱患；若低低溫省煤器退出執行，機組又無法滿足超低排放。

彼時，環保行業龍頭企業龍淨也注意到燃煤電廠正遭受煙氣餘熱利用換熱裝置洩漏故障頻繁的困擾。龍淨節能總工廖增安告訴記者，低低溫高效燃煤煙氣處理系統具有高效捕集三氧化硫、穩定提高電除塵效率及煙氣餘熱回收利用等突出的節能環保屬性，是我國燃煤電廠實施超低排放改造的主流工藝。但基於煙塵顆粒沖刷的固有特性，傳統煙氣換熱器無法克服終究被磨損的命運；另外，長期中低負荷下積灰問題突出，傳統煙氣換熱器一旦磨損造成洩漏，大量凝結水將進入煙道內造成堵灰風險，並對低低溫電除塵器、甚至整個鍋爐煙風系統的安全執行產生不良影響。“煙氣換熱器是低低溫煙氣處理系統的重要裝備，關係著煤電超低排放系統能否安全、可靠的執行，我們必須正視這一普遍現象，迫切找到一種更加可靠、更加安全的升級換代技術，徹底解決電廠的困擾。”

護航燃煤電廠深度節能減碳

“用真空熱管換熱裝置替換傳統換熱裝置。”在一次交流中，龍淨提出設想。這一想法立馬點燃了黃元進靈感的火花。他多年前就對真空熱管進行了研究，大學畢業論文的課題就與此相關。“將真空熱管應用於大型燃煤機組，有戲！”

為何對這一技術如此篤定？黃元進說，一方面是對合作多年的夥伴有信心。另一方面是對我國製造業水平有信心。“真空熱管已廣泛應用在很多場景，技術可靠性得到了市場的驗證，雖然在大型燃煤電站還是首次，但當前我國製造業在設計、生產、質量控制等方面都大幅提升，相信能夠支撐這項技術實現突破。”

英雄所見略同。2018年，龍淨加快了真空熱管技術的研發工作，及時與國家電投江西公司組成聯合攻關團隊，立項開展《超超臨界機組真空換熱管換熱器研究課題》專題攻關。此後3年，歷經結構開發設計、廠內試驗研究、技術評審、樣機開發設計製造及安裝、樣機效能試驗等一系列流程，最終成功研製出LVE型“零洩漏”真空熱管換熱裝置。

這一成果錨定燃煤電廠深度節能及電除塵器高效、安全可靠執行，將電除塵煙氣入口水平煙道上的低溫省煤裝置改造為真空熱管換熱裝置，透過對汽機凝結水的預熱處理，減小其在低加系統中所需的蒸汽抽汽量，從而實現少耗煤多發電目的。同時，進入電除塵器的煙氣經過換熱降溫可達到低低溫狀態（80攝氏度～110攝氏度），煙塵比電阻、煙氣體積流量以及電場煙氣通道內的煙氣流速也得以降低，使得低低溫電除塵等得以高效節能執行，並可滿足更加嚴格的排放要求。

尤為重要的是，該成果核心產品由若干相互獨立的真空熱管組成，每根熱管的管內工質互不相通，並且每根熱管的蒸發段放置於煙氣側、冷凝段放置於煙道外部，冷卻水和煙氣透過絕熱段隔板、水套管實現雙重物理隔離，如此便可徹底解決當前困擾燃煤電廠低低溫煙氣處理系統換熱裝置磨損洩漏引發的系列問題。另外，該成果創新應用基於大資料方法的全生命週期管理及低阻流線型氣流分佈煙風系統等技術，進一步提升了燃煤電廠節煤、節電及高效除塵等綜合效能。

市場空間達200億元

如果說產品研發考驗的是“智力”，那麼工程應用則考驗“魄力”。誰來做“第一個吃螃蟹的人”？面對這個關乎新技術能否打通“最後一公里”真正走進電廠的現實問題，江西公司組織景德鎮發電廠及業內專家進行周密論證，敢為人先，給了這項新技術從無到有直接應用於大型燃煤機組的機會。

2020年12月10日，國內首套LVE型“零洩漏”真空熱管換熱裝置在景德鎮發電廠2號66萬千瓦超超臨界機組投運。示範專案執行8個月後，第三方效能測試顯示，真空熱管換熱裝置風阻小於300帕，真空熱管換熱裝置投運後，煙氣溫度降低42。7攝氏度，換熱效果顯著；電除塵器出口粉塵濃度從25。4毫克/立方米降至15。5毫克/立方米；降低煤耗1。64克/千瓦時。

“專案執行結果令人滿意，多個執行指標都優於新產品的開發設計要求。而且，因為節電、節煤與節水效益可觀，我們測算髮現，電廠每年可節省526萬元的執行費用，3年內即可收回投資。”執行結果出爐讓現已任廠長的黃元進懸著的一顆心終於安然落下。

9月14日，中國環境保護產業協會組織專家對該成果進行鑑定，評審委員會一致認為：該成果具有突出的創新性，節能降碳、降耗效果明顯，經濟、社會和環境效益顯著，並建議加快該成果在大型燃煤電廠的推廣應用，助力電廠落實“雙碳”戰略目標。

“專案透過技術鑑定，更加堅定了我們對這項技術的信心。”黃元進透露，燃煤電廠實施超低排放改造後3～5年即出現低低溫燃煤煙氣處理系統磨損、洩漏，這已是行業共性問題。“自示範專案投運後，許多兄弟電廠過來參觀交流，瞭解專案執行整體情況後，都毫不猶豫地表示要採用這項技術。”

LVE型“零洩漏”真空熱管換熱裝置有力滿足了現有低低溫燃煤煙氣處理系統煙氣換熱器技術升級換代的迫切需求，將迸發出巨大的發展潛力。經粗略統計，低低溫電除塵器作為當前燃煤電廠主流的除塵裝置，裝機容量按7億千瓦估算，單位裝機投資按25～30元/千瓦核算，國內市場空間有望達到200億元左右。

作者：鄒春蕾

編輯：

高慧君