第十六届中博会| 北京华能达马飞：锅炉空气预热器综合效能优化系统

2019年6月25日，第十六届中博会节能技术改造与服务供需对接会在中国进出口商品交易会展馆拉开帷幕。大会包括了五个分会。在分会场一“工业锅炉及窑炉节能技术改造供需对接会”上，北京华能达电力技术有限公司市场总监马飞发表了《锅炉空气预热器综合效能优化系统》的主题分享。

以下是发言原文：

马飞：在座各位领导都已经累了，非常感谢国家节能中心提供这样一个机会让我们有跟大家交流的平台，再就是我特别感谢在座的各位领导，因为我看到领导从两点钟到现在都没有离开过这个会议室，您的身体真好，再坚持15分钟，我把咱们公司的技术给大家汇报一下。

首先我花1分42秒给各位领导简单汇报一下北京华能达公司，北京华能达公司成立于1996年的老牌民营企业，致力于火力发电厂节能和减排技术的研发，咱们公司做的所有产品和工程都是咱们自主发明的产品，也就是具有自主知识产权的发明专利，基于此受到了各级领导的关注，我们董事长也跟着习大大多次出访，去参加中国的技术装备展。刚才邱总说他20多年一直致力于工业的炉子，我觉得这就是工匠精神，这就是一个伟大的企业家，我非常佩服这种企业家。

我们公司也是一样的，我们成立20多年来一直在空气预热器上面做研究，来给火力发电厂进行节能，因为空气预热器作为锅炉尾部烟道最后的一个受热面，之前的这些受热面、过热器、散热器都是管材，要靠管材的材质发展来起到更好的换热效果，但是回转式空气预热器作为一个大型的转机设备，它对电厂的节能有很大的潜力可挖。

我们研究这么多年发现，空气预热器主要就是两个问题，一个是堵灰，尤其随着现在超低排放，脱硝以来，硫酸氢铵堵灰的问题越来越突出了，堵灰轻则造成风机电流的上升，导致电流增加，重则风机失速，机组超负荷，再严重的，在内蒙有些电厂因为空预器堵灰，导致机组停机，这个可以理解，你说我们人感冒了，鼻子不通气了，多难受呢？何况锅炉。

另外一个问题是漏风的问题，漏风的问题对常用电率的影响，再者如果漏风严重会影响到自动配风的问题。针对这两个问题，咱们做了很多研究，表明这两个问题是相互促进的，它俩较着劲去怎么祸害空预器，越堵，就越漏，堵了以后，不通气了，风没地方走了，所以只能乱窜，它就往烟气里面漏，漏过去以后，漏过去的冷风会降低排烟温度，带来低温腐蚀的问题而引起的堵灰，所以这两个是相互促进的。

解决掉这两个问题，就可以使空预器运行在一个健康的状态下，针对这两个问题，咱们公司提出一个指标，就是什么是个健康的空预器，首先第一个，就是要全负荷下漏风率要长期稳定的小于5%，这个5%可能就是咱们广东省内有的电厂的数据比这个还要低，但是我这里强调的是一定要全负荷，因为现在经济不太好，电厂普遍运行的效率低，锅炉的负荷没有满负荷运行，基本上在75%，严重的50%的负荷。在这个负荷下，咱们试图去测试过漏风率，大得离谱，所以我们的要求是要在全负荷漏风率都要求5%，第二是运行阻力低，也就是不能让它堵，让它长期稳定在设计值的1.1倍，假如机组空预器设计1千帕的阻力，咱们保证它运行不超过1100帕，就等于你的鼻子永远是通气的状态。

第三个是排烟温度降低，不漏风、不堵灰了，空预器的换燃效率就提高了，换燃效率提高了以后，直接的影响就是排烟温度降低，这根据堵灰的情况，有4-12度的排烟温度下降。排烟温度下降带来的是锅炉效率的提升，供电煤耗的下降，供电煤耗下降2-4k/kW.h。实现这个指标，我们的两个解决方案，第一个就是空预器风量分切防堵灰技术，这是咱们在2011年申请的一个发明专利。

在脱硝投入之前，其实空预器就有堵灰的问题发生，那个时候烟气中的二氧化硫有1-1.5%向三氧化硫转换，三氧化硫转化以后就形成稀硫酸，稀硫酸结露的露点在空预器的冷端这个位置，结露在冷端，通过蒸汽吹呼气等方式还可以保持它的阻力不再上升，但是脱硝以后带来两个问题，第一个问题是烟气中的二氧化硫在催化剂的作用下有2-2.5向三氧化硫转换，通俗易懂点的说，三氧化硫多了，稀硫酸多了，也就是冷端的稀硫酸大了，腐蚀加剧了。第二个是脱硝，逃逸的氨与稀硫酸生成的硫酸氢铵这个物质，也就是咱们所谓的ABS，硫酸氢铵结露点是在146-207度，而这个温度区间刚好在与的终温端位置，硫酸氢铵的堵灰是现在空预器堵灰一个最根本的原因，而且硫酸氢铵的物质，咱们做研究发现，说得糟一点，它就跟鼻涕一样，而且是感冒以后的黄鼻涕，它黏附力特别强，一旦跟灰结合，板结，任何的吹灰方式都解决不了它的问题，而且随着现在国家对超低排放的要求，现在是全国电厂是50毫克的NOx排放。

国家能源集团在海南的电厂已经开始试点10毫克的NOx排放值了，中国的河北省已经限期2020年要执行17毫克的NOx排放值，也就是说这个数据在我们能料想的将来肯定会越来越低，要想达到一个很好的脱硝效率，要想满足国家的要求，你必然会大量的喷氨，喷氨的话必然会带来氨逃逸，也就是说硫酸氢铵堵灰这个问题，即使现在电厂不明显，但是在将来，它会更突出的。

这个技术刚才我也说了，2011年我们申请了专利，2014年、2015年专利下来以后，在实验室做了几千次的试验，针对不同硫份下硫酸氢铵的生成量，采用什么样的温度，什么样的能量去把它蒸发掉、热解掉。在2015年10月份咱们在贵州的发耳电厂投了第一台机组。从此就拉开了防堵灰技术在中国电力行业的应用。

在2017-2019年又对发耳电厂的另外三台进行了改造，2018年5月第一台百万机组在新疆六师煤电投产，同时2018年4月份获得了成果鉴定，截止到目前全国已有业绩是21台。在这里我简单插一下，可能咱们有些领导会觉得2015年投第1台，到2019年6月才21台，其实不算多，我作为负责的市场的人来说，我也觉得真实太多，太少了，但是这种企业家的理念，真是没法说，2015年10月份我们在发耳投产以后，项目很成功，我们就要求2016年开始进行市场推广，但是当时董事长说不行，这必须要经过长期稳定的运行，证实它的效果可靠才允许你市场推广，所以在2015、2016年两年等于我们没有推广这个项目，光观察效果了，在2017年开始进行市场推广。

咱们刚才简单分析了空预器堵灰主要是稀硫酸腐蚀和硫酸氢铵的问题，我们现在就针对这个病根开始下药，首先增设一个循环风仓，利用热端的热量对远端的蓄热元件进行加热，提高冷端蓄热元件温度，不再低温结露，解决稀硫酸腐蚀。第二是高温的能量将硫酸氢铵给蒸发携带走了，还有就是定期的投入的磨料，让它对蓄热元件表面进行清扫、冲刷，来保持蓄热元件干净。

做PPT最讨厌的就是念文字，文字念完以后，大家都蒙圈，所以咱们直接看图。很简单，蓄热元件用携带风侧的时候，温度变低了，在进入烟气侧以后温度又开始往上走，从最低点到结露点B点，就是这个阴影区域是稀硫酸，在这里结露，所以咱们想的办法就是在进烟气之前，我增设一个风仓，作用就是把蓄热元件的温度从最低点提到露点以上，再次进去烟气仓就不再结露了。

人都说艺术源自于生活，其实我认为技术也是来源于生活，咱们在广州，冬天也爱吃火锅，尤其咱们戴着眼镜的领导，到了火锅店，一推门，一进去，眼镜片上一层雾气，桌子都找不到，还吃啥菜呢？但是如果我们把眼镜拿下来，进屋之前给它哈口气，然后戴上，推门进去就OK了。那就是因为空气中的水分在你的镜片上面结露形成的，我们给它镜片加个热就不再结露了，这就是来源于生活，我们在进入烟气侧之前，把蓄热元气给它哈口气，加个热，再次进入到烟气侧的时候，它就不再结露了，通过这个机理咱们解决掉稀硫酸的问题。

另外是解决硫酸氢铵的问题，有一个视频播不了，咱们模拟的是硫酸氢铵结露在表面，通过高温的能量将硫酸氢铵给它蒸发携带冲刷走了，解决掉硫酸氢铵的问题。

示意很简单，我们在进入烟气侧之前增设一个独立的风仓，通过一台风机来实现能量的转移，我们不生产能量，我们就是能量的搬运工，这样做了以后，好处是第一个，不需要任何的外加热源，因为空预器本身就是产生热量的设备，所以我们把热端的能量循环到冷端来，不需要任何的热源，不像其他暖风器，得需要蒸汽或者电来加热，怎么不需要。

第二个是有针对性，也就是说我们只需要在推门进屋之前把眼镜片加热就好了，没有必要在整个马路上走路的时候差眼镜片，这也是一样的，我们在即将发生结露的位置之前做这样一个热量增加设备，有针对性的加热。

第三个是能量集中，在一个相对密闭的区域内，一旦热量形成循环以后，温度几乎不会发生变化，因为能量非常集中，后面很多模仿企业也不理解技术的精髓，他等于热端不做循环，光把冷端一个风仓，这种上去之后，能量丧失的是非常快的，咱们做个闭合的作用，等于我要爬这堵墙，我要往上爬，如果下面有人推我一把，上面再有人拉我一把，我可能很快就上去了，但是如果你不做密闭的话，等于就是下面光有人推你，上面没有人拉你，你上去就很困难。这就是咱们为什么非要做一个闭式循环就是这个道理。

第四个是AI智慧调控，整个能量的控制全部由电脑自动执行，运行人员什么都不用管，电厂什么都不用管，它由自己执行。

第五个是免维护，从机械设备不需要维护，唯一的活动是往风机定期里面注点油就OK了，别的什么都不用管。

这是磨料系统，房门打开以后，磨料会随着循环风机自动循环，对元件表面进行清洁。

技术指标，改造以后所带来的好处有好几条，我着重说两条，第一条就是氨逃逸引起的空预器堵灰，电厂对氨逃逸指标是有控制的，对运行人员是有经济惩罚的，上了咱们的系统以后，运行人员的压力减了很少，就是氨逃逸大一点都不会引起空预器堵灰的问题。第二是搪瓷元件的问题，因为电力行业的领导应该都知道，现在的搪瓷元件的高度是越来越高了，也就是说搪瓷元件为了降低堵灰，采用这个东西，但是它这个东西对蓄热元件的换热影响是非常大的，如果说咱们解决掉低温腐蚀的问题，那就没有必要使用搪瓷元件，换回非搪瓷的元件，空预器的换热效率就大幅度提升。

技术优势不说了，最主要一点是解决一个安全隐患，其他的经济效益先抛开，首先解决的是安全隐患。直接经济效益估算，咱们按600MW机组来看，风机电流下降所带来的经济效益和排烟温度下降，这些都不需要从技术含量，直接操盘手到那一看，看一下数据够知道了，所带来的间接经济效益，冲洗不用了，省了钱，机组的寿命增加了，这带来的飞跃是不可估量的。

典型案例，先拿贵州发耳电厂3炉为例，2015年8月改的，就是按照我刚才说的方法改造的，改造以后，长期稳定运行在1160帕，懂技术的领导们都知道，不能靠报告，报告就是那一时刻的东西，是否长期稳定运行要看测试数据，这是从2015年10月份投产以后，12月份的数据，1100帕的阻力，这是它2016年4月1100帕阻力，这是2016年11月到2017年4月份的数据，就是证明它是稳定的运行在设计值，在1100帕的范围内的，就证明它长期稳定有效。这是去年11月份它停机以后，厂里面拍的冷端蓄热元件的照片，咱们做电力这块的话一眼都能看到这是非常干净的，就像新的一样，这是厂里面拍完了以后非常满意，他们发给我们，我们也很激动。

对改造以后的排烟温度咱们也做了对比，在满负荷的时候，它堵了以后，温度是139度，装了咱们的产品以后，是129度，下降了10度。

这是河北马头发电厂，咱们在2017年12月份改的，改完了以后稳定运行在1600帕的阻力，这是山东鲁北电厂2018年5月份改的，改完以后1400帕的阻力现在稳定运行。这是新疆六师煤电百万机组的业绩，2018年6月份改的，改造以后也是长期运行在1400帕。这是神华安庆发电厂，刚改完三个多月，神华的煤是很好的，如果神华的煤都有堵灰的问题，我就不信难道别的集团的煤更好？应该也有堵灰的问题，改完以后，现在阻力是在1400帕稳定的运行。

这是鉴定委员会给的鉴定报告，总体达到了国际先进水平，建议加快该成果推广应用。

针对空预器漏风率的问题，咱们采用的是柔性接触式密封技术，这个技术是咱们公司在2004年的发明专利，到现在全球已经使用600多台套的业绩了。空预器漏风率的原理在这里就一嘴带过，因为它的空预器是一个高度2米，直径10多米的圆饼形状，受热以后转子必然会变形，就等于往下搭，往下搭了以后它跟扇形板之间形成了一个掀型的区域，就这样（见示范），冷端是这样，受热以后转子往下沉，就形成了一个三角形的区域，这个区域使它产生漏风率，变形量跟高度直径、温差是有关系的，机组越大，变形量越大。

大家可以看看我们的公式，也就是说我们要想解决空预器漏风率，只有两个办法，一个是降低Δp 压差，另外一个是减少A泄漏面积，在我们公司2004年推出柔性密封之前，咱们以豪动华（谐音）公司为代表的，都采用的是减少压差的方式，但这对漏风率的影响不是很大，那时候国内的漏风率普遍在15%，然后豪动华进来以后干到8%，这在当时是轰动的。在我们的技术达到6%的时候，领导觉得你是胡扯，觉得你是根本不可能的，但现在咱们600多台的业绩证明是完全可以实现的，原理也很简单，既然咱们知道它这个变形是由掀型区域产生的，我们就想一个办法的，与其让密封片无限制的与扇形板接近，那么为什么不把它做成一个没有间隙的呢？所以咱们就做出这么一个结构，将柔性密封片在转子运行过程中，在扇形板下的时候，被扇形板压下，就等于时刻与扇形板保持接触，形成一个无间隙的密封，没有间隙的话就没有漏风率，风就不会对它产生破坏，这也是我们为什么这套系统投用，可以保证五年的免费维护的原因，一次性投入，五年你都不用再管了。

从2011年开始出现了大量的柔性密封厂家，现在柔性密封全国几十家应该都在做，我只说一点，模仿来、模仿去，结构可以变，弹簧也可以模仿，但是真正模仿不了的是自动滑合金，因为它是要与扇形板实时保证接触的，如果说它的硬度强了，就刮扇形板了，运行两年，扇形板就塌了，如果它太软了，因为你是接触的，所谓很快就磨没了，就没有效果了。咱们的自润滑合金，就是咱们的专利技术所在，它的摩挲系数只有0.09-0.11，摩擦系数是什么概念呢？咱们在广州这边，很多骑摩托车的，摩托车的发动机气缸是微油润滑，就是气缸每次运动一下，它沟一滴油上去，它的摩擦系数是0.08。我们能在空预器这样的环境下，将它的摩擦系数做到0.1这个水平，就等于它跟扇形板接触全程可以理解为是无摩擦的，这是咱们的专利所在。

其他几条我就不说了，因为时间比较紧张。

主要的优势，就是保证全负荷，漏风率低，第二是所有的维护都不需要厂里面管，我们自己来解决。安装非常简单，就在径向和仓上面装柔性密封。这个图片我一定要说一下，国内做密封的厂家，没有一家用的是机器人焊接，而我们公司全部采用机器人焊接。业绩方面，因为在香港、台湾、越南我们都已经有业绩了，已经达到600多台了。作为一项综合节能提效的设备，简单算一笔账，看钱投入的是否值得。咱们以30万机组为例，以年运行5500个小时来算，设定330克的供电煤耗，750块的标煤单价，排烟温度改造以后下降值4度，漏风率率改造前9%，改造后5%，这只是一个参考数据，要根据厂里面的实际情况来算，这种情况下，风机电流下降会带来供电煤耗下降，第二是排烟温度下降，带来供电煤耗下降，第三是漏风率下降，带来供电煤耗的下降，第四个因为咱们毕竟增加了两台风机，所以风机是个耗电设备，要除去它要用的电，这样算下来，按照刚才设定的参数，30万的机组，就每年约等于有5100吨的煤在用，有5000吨标准煤的节约，按750块钱一吨算，大概有小400万的收益，具体的数据要根据具体厂的情况来定。

我主要说这么多，由于时间比较紧，很多内容说的比较快，如果咱们是在电力电厂工作的，接下来再细交流，如果说咱们有电力这块的制约，咱们也可以再交流，谢谢各位领导！

主持人：酒香不怕巷子深，虽然马总是最后一个说的，但是我认为也是说的深入浅出，把技术和实践结合的非常好，说的也非常清楚，而且说实在的，我本人也是学热能工程的，也学热锅炉的，这么多年没有从事技术工作，让马总说的让我对有些技术的东西又变得熟悉以前，他结合华能达的一些工作，尤其在电厂相关空预器利用柔性密封技术这块，他们做了大量的工作，也有非常多的实践，后面这一块可以再多交流。

另外想多说几句的时候因为我们在5点半到6点半之间还有一个闭幕式，一是请大家再坚持一会儿，待会儿再去到那边大概有40分钟左右的闭幕式，请大家再坚持一下，到会议结束。这是第一个事。第二个是因为在会议结束上，我们还有几项小的日程，一个日程是开这种对接会，我们希望最终的是能促成技术单位和应用单位之间达成一个意向，哪怕是非常粗略的意向都可以，刚才马总也在说，不仅仅是技术单位和用能单位的意向，技术单位和技术单位之间，技术单位和行业协会之间等等各个方面都可以达成意向和来进一步的落实，其实在每个分会场主持演讲的时候，主持人和每个分会场的联系人其实也都在和单位之间在联系，会前、会中、会后，我们也希望能把我们推广的机制一是从大而全的会议形式上，也要进一步的务实一下，真正能把有些工作深入的往前推一下，因此我们有几个协议，我们中心下一步推广合作的框架协议，上午我们介绍的节能技术推广宣传基地的大概印象，和后续清洁供热的融资的等等，只要有意向的都可以签一个没有约束的只是表达一个意向的协议，也是我们希望看到的一点点成绩。这块到五点半之前，还有四五十分钟的时间，大家可以利用时间和我们今天演讲的技术单位进一步沟通和交流，中间需要和我们中心，和分会场的相关人员联系的，会议手册上都有我们的联系方式，也可以进一步来联系，在这儿再次对各位表示感谢，尤其是技术单位的，还有一直坚持到最后，依然在坚持开会的，再次表示感谢！谢谢！