鍋爐煙氣余熱利用系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究

1、 鍋爐煙氣余熱利用系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究 摘要：近些年國(guó)內(nèi)外來(lái)對(duì)電站鍋爐煙氣余熱的回收利用研巧越來(lái)越深入，余熱利用方式越來(lái)越多。但利用最廣泛的主要是在鍋爐尾部加裝低溫省煤器，吸收煙氣余熱加熱汽輪機(jī)凝結(jié)水。此種余熱利用方式積極響應(yīng)了國(guó)家節(jié)能減排方針的號(hào)召，對(duì)于提高電站機(jī)組的效率具有重要的實(shí)際意義。國(guó)內(nèi)外的中高溫余熱利用的技術(shù)己逐漸趨于成熟，低媼煙氣余熱深度利用是現(xiàn)階段各行各業(yè)熱點(diǎn)前沿研巧領(lǐng)域?；馂榘l(fā)電的低溫?zé)煔庥酂嵯啾绕渌袠I(yè)領(lǐng)先許多，其他高能耗高電耗的行業(yè)急需借鑒發(fā)電行業(yè)的余熱利用方式。關(guān)鍵詞：鍋爐；煙氣余熱利用系統(tǒng)；優(yōu)化煙氣余熱利用的總體原則應(yīng)該從熱力學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)“按質(zhì)用能，梯級(jí)利用”針對(duì)不

2、同溫度不同品味的煙氣進(jìn)行余熱回收和利用。對(duì)于高溫余熱和中溫余熱，鑒于其能級(jí)較高，一般通過(guò)汽機(jī)發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為高品位的電能。1煙氣余熱回收利用的應(yīng)用價(jià)值分析煙氣余熱回收利用裝置主要是給水從換熱器的末端進(jìn)入裝置系統(tǒng)，并逐步進(jìn)入鍋爐的內(nèi)部受熱面。首先，給水在換熱器中被加熱，吸收余熱，隨后進(jìn)入省煤器，最后再進(jìn)入鍋爐內(nèi)部。研究表明，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到110時(shí)，應(yīng)該保證SO2的濃度控制在1100mg/m3以下，才能避免硫含量超標(biāo)造成的腐蝕。換言之，硫含量要控制在1%以下，若超過(guò)1%，就需要在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行脫硫處理，才能有效降低鍋爐排煙中的SO2含量。因?yàn)閾Q熱器工作時(shí)也可能會(huì)形成一定的煙氣滯留，如果煙氣在通道積攢

3、，就很容易造成通道阻塞現(xiàn)象發(fā)生，因此在換熱器底部安裝落灰斗就很有必要。而安裝落灰斗，保證其在系統(tǒng)中良好密封性，就能實(shí)現(xiàn)除灰效能，保障通道的暢通。使用該煙氣余熱回收系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高于80排煙溫度，并能去除70%煙塵的，有著較好的環(huán)境效益。然后再實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)除塵器在后方的應(yīng)用，就能輕松達(dá)到環(huán)保煙塵的標(biāo)準(zhǔn)要求。2煙氣余熱利用系統(tǒng)簡(jiǎn)介煙氣冷卻器系統(tǒng)如圖1所示，是國(guó)際上應(yīng)用最早、最廣泛的煙氣余熱利用系統(tǒng)，也是其他幾種余熱利用系統(tǒng)的基本形式。從低壓加熱器（簡(jiǎn)稱低加）No.j+1出口分流部分凝結(jié)水去布置在鍋爐尾部的煙氣冷卻器，加熱升溫后返回凝結(jié)水系統(tǒng)，在低加No.j-1的入口處與主凝結(jié)水相匯合。從凝結(jié)水側(cè)系統(tǒng)看

4、，煙氣冷卻器與低加No.j成并聯(lián)方式，與之并聯(lián)的低加也可以是多個(gè)。煙氣冷卻器受熱面布置在空預(yù)器出口至脫硫塔入口的煙道內(nèi)，吸收鍋爐尾部余熱，吸收的這部分熱量用來(lái)排擠汽輪機(jī)低壓凝結(jié)水系統(tǒng)抽汽，被排擠的抽汽繼續(xù)進(jìn)入汽輪機(jī)下游做功，從而達(dá)到提升機(jī)組效率的目的。圖1煙氣冷卻器系統(tǒng)示意3鍋爐煙氣余熱利用系統(tǒng)優(yōu)化3.1綜合型煙氣余熱利用系統(tǒng)方案低省系統(tǒng)為串并聯(lián)混合型，可以部分流量并聯(lián)運(yùn)行，也可以全流量串聯(lián)運(yùn)行。在電除塵器入口煙道中安裝低省換熱器，換熱器采用具有良好耐磨、防腐和防積灰性能的H型翅片管，ND鋼材質(zhì)。從汽輪機(jī)凝結(jié)水系統(tǒng)#7低加出口和#8低加入口分別取高低溫水源，摻混調(diào)制成合適的水溫送入低省換熱器，

5、加熱升溫后的凝結(jié)水返回至#6低加入口凝結(jié)水管道。為保證合理的流量分配，在#6、7低加之間凝結(jié)水母管上裝設(shè)一個(gè)流量分配閥。暖風(fēng)系統(tǒng)為閉式循環(huán)，采用潔凈除鹽水為工作介質(zhì)。在低省換熱器前的空預(yù)器出口煙道上安裝煙冷器，在送風(fēng)機(jī)出口至空預(yù)器之間的風(fēng)道中安裝暖風(fēng)器，以循環(huán)泵組作為循環(huán)動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)熱量傳遞和轉(zhuǎn)移。為彌補(bǔ)原系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足，除對(duì)腐蝕損壞的煙冷器進(jìn)行換新?lián)Q型，也對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，增加調(diào)溫措施和補(bǔ)水系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)可靠性和操作便捷性。煙冷器布置在低省換熱器前的高溫區(qū)，換熱相互獨(dú)立，互不干擾。避免了低省換熱器在前時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)都會(huì)影響空預(yù)器出口煙溫及相互影響產(chǎn)生的調(diào)節(jié)滯后和調(diào)節(jié)波動(dòng)。3.2熱電聯(lián)

6、產(chǎn)尾氣余熱回收系統(tǒng)優(yōu)化煙氣余熱回收裝置采用作為冬季空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)熱源的方式進(jìn)行熱量回收。煙氣溫度控制在100以上，以使煙氣回收過(guò)程中不產(chǎn)生冷凝水，減少對(duì)系統(tǒng)及設(shè)備腐蝕的可能性。增加旁通煙道，實(shí)現(xiàn)煙氣排煙溫度和出水溫度的可調(diào)節(jié)、可控制的目的。設(shè)備采用不銹鋼材質(zhì)，煙道加裝電動(dòng)調(diào)風(fēng)閥。進(jìn)出水管采用不銹鋼管，水側(cè)加裝20目過(guò)濾器，以增加設(shè)備使用壽命和防腐蝕能力。如果熱電聯(lián)產(chǎn)尾氣有較高的余壓，換熱器可置于旁通煙道上，并在主煙道上加設(shè)風(fēng)門(mén)，通過(guò)調(diào)整主煙道風(fēng)門(mén)開(kāi)度，調(diào)整流過(guò)換熱器的煙氣量，以控制換熱器的余熱回收量來(lái)匹配中央空調(diào)的用熱量。換熱器煙側(cè)流速采用較低的數(shù)值，以降低換熱器的煙側(cè)阻力。為便于換熱器的運(yùn)輸，

7、換熱器需做成兩臺(tái)，并聯(lián)使用。排煙壓力較小，設(shè)備壓力損失200Pa，采用兩臺(tái)設(shè)備。工藝流程如圖2所示，設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。節(jié)能效果：（1）有效提高鍋爐熱效率，減少鍋爐熱損失。煙氣鍋爐熱效率通常在88以上，主要熱損失是排煙熱損失，通過(guò)在煙氣尾部安裝煙氣余熱回收裝置，若取80煙氣進(jìn)入熱能回收裝置，可以提高熱能利用率8以上，大幅降低排煙溫度，有效回收熱能。（2）減少大氣環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。（3）提高企業(yè)的能源利用率，增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，在我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排不僅有助于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高，還關(guān)乎每個(gè)人的切身利益。在工業(yè)化發(fā)展的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)能源的有效節(jié)約和回收利用，以提升其利用效率，成為具有重要研究?jī)r(jià)值的課題。Reference：1胡雙男，黃必重，宋寶軍.一種鍋爐煙氣余熱利用系統(tǒng)P.黑龍江：CN205919306U，2017-02-0