大同熱力公司鍋爐房余熱回收方案復(fù)習(xí)進(jìn)程

1、精品文檔大同熱力公司鍋爐房改造項目煙氣余熱回收方案書四方節(jié)能裝備有限公司2017 年 5 月1. 項目條件大同熱力公司鍋爐房改造項目，共安裝 3X116MW燃?xì)鉄崴仩t，本項目擬定加配煙氣余熱熱泵，回收鍋爐煙氣余熱。供暖時長（*）h3600鍋爐額定制熱量（*）MW3X 116熱網(wǎng)設(shè)計水流量（*）t/h3300鍋爐后是否配節(jié)能器是價格燃?xì)鈨r格（*）元 /Nm33電力價格（*）元 /kwh0.56單位面積供暖價格元/平米25表1待改造鍋爐運行情況表名稱單位鍋爐房鍋爐節(jié)能器出口煙氣溫度 （實際運行值）C80鍋爐排煙總量Nm3/h412X 104熱網(wǎng)水平均回水溫度 （實際運行值）C50表3天然氣參數(shù)鍋

2、爐按燃用天然氣設(shè)計，天然氣發(fā)熱值如下:低位發(fā)熱值Q=8200kcal/Nm32. 技術(shù)路線 2.1深度回收煙氣余熱的必要性一般地，燃?xì)忮仩t的熱效率為87%95%,該熱效率的計算是以天然氣低 位熱值為基礎(chǔ)的。天然氣的高位熱量是燃燒時水蒸氣吸收的熱量，這部分熱 量約為低位熱值的8%，而這些熱量往往隨著煙氣排放至大氣中。如果可以 將這部分熱量回收利用，那么燃?xì)獾臒嵝士梢猿^100%，最高可達(dá)108%天然氣的煙氣潔凈，含硫量極低，易于實施水蒸氣的冷凝。因此，深度回收燃?xì)忮仩t煙氣余熱，可使燃?xì)獾母呶粺嶂档靡岳?，能源效率最多可提咼 15%。2.2傳統(tǒng)煙氣余熱回收方式煙氣余熱占我國工業(yè)余熱總量的一半，因

3、此煙氣余熱回收技術(shù)起步早、 發(fā)展快，形成了多種多樣的煙氣余熱回收裝置，例如省煤器、空預(yù)器或節(jié)能無論何種形式，傳統(tǒng)煙氣余熱回收裝置均通過換熱的形式回收余熱。當(dāng)煙氣溫度較高時，可使用采暖回水、工藝補水等吸收煙氣余熱。當(dāng)煙氣溫度 較低時，只能使用空氣或冷源循環(huán)水吸收煙氣余熱。氣-氣”換熱系數(shù)極低,換熱面積較大，成本高；冷源循環(huán)水來源較少，目前只有直供地板采暖循環(huán) 水可以作為冷源循環(huán)水，有很大的局限性。另外，換熱時產(chǎn)生的冷凝水溶解 煙氣中的硫氧化物、氮氧化物，形成酸性液體，對金屬換熱面產(chǎn)生強烈腐蝕,設(shè)備使用壽命無法保障。2.3熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)是一種可以將低溫?zé)煔庥酂徂D(zhuǎn)移到高溫?zé)?/p>

4、水中的 一整套設(shè)備，可將煙氣溫度降低至 30C以下，回收絕大部分冷凝熱，從而使 燃料的高位熱值得以利用，能源效率最多提高15%。熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)可以制出8090°C具有直接利用價值的熱水，可以應(yīng)用于各類使用天然氣的場合，如大型燃?xì)夤┡仩t、分布式能源、燃?xì)?電廠余熱鍋爐等等，排煙量規(guī)模越大，節(jié)能減排的效益越好。鍋爐 節(jié)能器中|i二級換熱器天洪円余熱（毎iJzk'、熱水5*吸收式熱泵:中溫謂違2.4技術(shù)原理熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)由吸收式熱泵、換熱器和循環(huán)水泵組成。二級換 熱器負(fù)責(zé)將煙氣中的余熱轉(zhuǎn)移至水中，吸收式熱泵負(fù)責(zé)將循環(huán)水中的余熱轉(zhuǎn) 移至高溫?zé)崴?。通過這兩個步驟，煙氣低

5、溫余熱便可轉(zhuǎn)移至高溫?zé)崴?。吸收式熱泵是一種可以將低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)移至高溫?zé)嵩粗械脑O(shè)備。其原理為,以溴化鋰濃溶液為吸收劑，水為蒸發(fā)劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點沸 騰的特性，提取低位余熱源的熱量，通過吸收劑回收熱量并轉(zhuǎn)換制取工藝性或采暖用的熱水。與鍋爐相比，單效熱泵的熱效率可達(dá)170%，是成熟、高效的節(jié)能產(chǎn)品(100%)塔式換熱器是煙氣與水換熱的設(shè)備，換熱器中布滿填料，循環(huán)水自上噴 淋，煙氣自下而上流動，煙氣和水直接接觸換熱。換熱過程中，煙氣的溫度 下降至30C，熱量轉(zhuǎn)移至循環(huán)水中，成為吸收式熱泵的余熱源。煙氣中的水 蒸氣和酸性可溶物也同時混入循環(huán)水中。通過水質(zhì)在線管理，可以保證循環(huán) 水水質(zhì)滿足熱

6、泵的使用要求。3. 技術(shù)方案 3.1鍋爐現(xiàn)狀熱效率計算當(dāng)燃?xì)?、燃燒條件確定時，排煙溫度與熱效率存在一定的對應(yīng)關(guān)系。通過反平衡法，可以計算出燃?xì)忮仩t熱效率。反平衡法計算燃?xì)忮仩t熱效率公式為：n =1q2-q3-q4-q5其中，q2為排煙熱損失=（排出煙氣比焓一燃燒前空氣比焓）汶因氣質(zhì)量/燃?xì)獾臀粺嶂?，通過查表、計算得到；q3為化學(xué)不完全燃燒熱損失，按照國家規(guī)范取1%;q4為機械不完全燃燒熱損失，按照國家規(guī)范取0%;q5為散熱損失，按照國家規(guī)范取1.5%。本項目按以下已知和擬定條件計算：技術(shù)條件單位數(shù)值備注燃?xì)鉄嶂祂cal/Nm38200擬定燃?xì)鉁囟菴20擬定燃?xì)馓細(xì)浠衔锂?dāng)量分子式Co.98H3

7、.96參考準(zhǔn)格爾氣源空氣過量系數(shù)1.196擬定空氣溫度C20擬定排煙溫度C80設(shè)計排煙溫度按以上條件，查表、計算結(jié)果如下:熱損失數(shù)值備注q20.027計算值q30.01取值q40.00取值q50.01取值n0.953計算結(jié)果同樣方法計算其他排煙溫度下熱效率，計算結(jié)果如下:表天然氣熱效率與排煙溫度對應(yīng)表排煙溫度r1308060503530熱效率（低位）100%0.9290.9530.9630.9941.0481.060分析排煙現(xiàn)狀，鍋爐所配節(jié)能器，排煙溫度為 80C，我們設(shè)計利用吸收 式熱泵技術(shù)，繼續(xù)回收燃?xì)忮仩t煙氣余熱，并將其轉(zhuǎn)移到熱網(wǎng)回水中，降鍋 爐排煙溫度降溫至30C。3.2鍋爐煙氣余熱計

8、算燃?xì)庵饕煞譃樘細(xì)浠衔?，本項目燃?xì)饨M分參考準(zhǔn)格爾汽源，碳?xì)浠?合物當(dāng)量分子式為Co.98H3.96。可根據(jù)此分子式確定反應(yīng)方程及各成分摩爾數(shù)， 進(jìn)而計算煙氣各組分體積分?jǐn)?shù)。本項目條件下，改造后排煙溫度下降至 30 r，該熱源系統(tǒng)包括鍋爐、熱 泵及配套的煙氣換熱器等設(shè)備。按照甲方的要求，改造后，鍋爐一級節(jié)能器后煙氣由80r降低至30C,總計回收余熱12000kW。即單臺熱泵回收單臺鍋爐煙氣余熱 4000kW。3.3設(shè)備選型根據(jù)理論計算和實際運行情況，本方案為3臺鍋爐配3臺吸熱量分別為4MW （制熱量9.25MW）熱泵、3臺二級換熱器（每臺鍋爐配置一臺換熱器， 換熱器的負(fù)荷為12MW ）以及其

9、他配套設(shè)施等。工藝上，熱網(wǎng)回水經(jīng)熱網(wǎng)循環(huán)泵，進(jìn)入熱泵機組，然后再進(jìn)入鍋爐。熱3泵總流量按3300m /h設(shè)計。3.3.1熱泵按照以上計算，本項目配套三臺單機容量為 9.25MW的熱泵，熱泵參數(shù) 如下：表吸收式熱泵參數(shù)表型 號RBY-9.25-80/30-50/57.3制熱量MW9.25熱八、水入口溫度C50出口溫度C57.3流 量t/h1092.5壓力損失kPa110循環(huán)水入口溫度C40出口溫度c25流 量t/h230壓力損失kPa170燃 氣燃?xì)鉄嶂祂cal/Nm 38837.3(20C )燃?xì)夂牧縉m3/h546.5入口壓力kPa320初始排煙溫度C180注：1. 該階段，標(biāo)(*)項為估值

10、，僅供參考。522. 熱水、余熱水污垢系數(shù)為8.6氷O- m K/W。3. 熱水最高使用壓力為 1000kPa(Gauge)(暫定)，余熱水最高使用壓力為800kPa(Gauge)。4機組負(fù)荷運行范圍為 10100%負(fù)荷。3.3.2二級換熱器表煙氣水換熱器參數(shù)表名稱單位數(shù)值煙 氣入口溫度C80出口溫度C30流量Nm3/h57000壓損Pa200水系統(tǒng)進(jìn)/出口溫度C40/25流量t/h230苴丿、填料類型316L他輔機設(shè)備套13.3工藝流程圖熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)按工作介質(zhì)可分為熱水系統(tǒng)和煙風(fēng)系統(tǒng)。叭水系統(tǒng)熱網(wǎng)回水母管進(jìn)入鍋爐房后，經(jīng)熱網(wǎng)循環(huán)泵，分為2路。其中1路進(jìn)入3臺鍋爐（和一級節(jié)能器），2路

11、進(jìn)入熱泵（2臺熱泵）。若原鍋爐房熱網(wǎng)循環(huán)泵余量足夠，可不再增設(shè)熱網(wǎng)增壓泵，否則需增加 熱網(wǎng)增壓泵。各節(jié)能器出水口分別連接對應(yīng)鍋爐入水管，入水管均設(shè)置閥門，任意鍋 爐停運時，應(yīng)關(guān)閉對應(yīng)的入水管閥門。因風(fēng)系統(tǒng)各鍋爐、熱泵的煙氣均依次進(jìn)入節(jié)能器、二級換熱器，然后獨立排出。二級換熱器、余熱循環(huán)泵和熱泵組成余熱水循環(huán)回路。余熱循環(huán)水自熱 泵出口后，進(jìn)入余熱水出水母管，進(jìn)入二級換熱器。在二級換熱器內(nèi)換熱后， 再由余熱水循環(huán)泵送入熱泵，完成煙氣余熱向熱泵的輸送。下圖是本項目煙氣余熱回收系統(tǒng)示意圖。精品文檔精品文檔HUH¥熱泵系統(tǒng)閣朋加_一蘆H 精品文檔精品文檔3.5主要工程本項目為改造工程，按施工

12、主要的工序，本項目主要工程量包括:障礙物拆除、移位開鑿熱泵、節(jié)能器、換熱器進(jìn)場通道澆筑熱泵、換熱器及其他輔機設(shè)備基礎(chǔ)母管上墻、就位換熱器進(jìn)場、制作支架、就位安裝熱網(wǎng)增壓泵、余熱水循環(huán)泵、熱泵風(fēng)機進(jìn)場，就位安裝熱泵進(jìn)場，就位安裝電氣設(shè)備進(jìn)場，就位安裝煙道制作、連接敷設(shè)支管、安裝閥門儀表安裝電氣安裝收尾工作4. 投資估算本方案為和融熱力供熱有限公司 3臺116MW燃?xì)鉄崴仩t配套3臺吸 熱量均為4MW （制熱量9.25MW）煙氣吸收式熱泵系統(tǒng)。按照熱泵市場價格 估算項目投資費用，可初步分析項目投資回收期。表投資估算名稱主要規(guī)格數(shù)量投資（萬兀）1、設(shè)備費熱泵RBY-9.5-80/30-50/57.5

13、3臺其他輔機熱泵配套3套2、工程費工藝熱水系統(tǒng)、煙風(fēng)系統(tǒng)1項土建1項電氣強電、弱電1項精品文檔儀表1項其他拆改、恢復(fù)1項3、合計小計1+21項總計按照以上估算，本煙氣余熱回收工程業(yè)主自籌資金約 萬元精品文檔精品文檔5. 節(jié)能效益 5.1改造后的基本效果煙氣方面，排煙溫度下降至30C，煙囪的 白霧”現(xiàn)象幾乎消失，大幅減 少向大氣中排放的水蒸汽。5.2節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益本熱泵系統(tǒng)，回收燃?xì)鉄崴仩t排煙總熱量12MW，預(yù)計年回收余熱量為15.65X 104GJ，折合天然氣量為461.29萬Nm3/年，天然氣對內(nèi)價格為3 元/ Nm3,年經(jīng)濟(jì)收入約為1383.88萬元。6. 環(huán)保效益該項目預(yù)計回收余熱量為1

14、5.65X 104GJ，折合標(biāo)煤量為0.59X 104 "年。 每消耗1噸標(biāo)煤產(chǎn)生2.62噸C02氣體，則每年可少排放 C02 1.55萬噸；每 消耗1噸標(biāo)煤產(chǎn)生0.0085噸SO2氣體，則每年可少排放SO2 50噸；每消耗1 噸標(biāo)煤產(chǎn)生0.0074噸NOx氣體，則每年可少排放 NOx 44噸。表6-1該項目二氧化碳及有害氣體減排量吸收式余熱熱泵機組減排量CO2（萬噸/年）SO2 （噸 /年）NOx （噸 /年）1.5550447社會效益樹立典范 以企業(yè)推動行業(yè)裕中能源利用熱泵技術(shù)回收循環(huán)水余熱進(jìn)行 采暖供熱項目不僅可行，而且有效。通過此技術(shù)，使得冷端循環(huán)水中的余熱 得到利用，降低了電廠向環(huán)境的排放，節(jié)約了一次能源。該項目的實施，對 于企業(yè)，可產(chǎn)生直接地、可觀的經(jīng)濟(jì)效益；對于熱泵技術(shù)，可再一次驗證這 項新技術(shù)的效果，也為熱泵技術(shù)的應(yīng)用樹立了又一典范。而該項目的意義卻