CFB鍋爐系統(tǒng)余熱、乏汽回收

1、CFB鍋爐系統(tǒng)余熱、乏汽回收近些年，國內(nèi)外來對鍋爐煙氣余熱的回收利用研究越來越深入，余熱利用方式越來越多。對鍋爐尾部煙氣的進(jìn)行余熱利用在提高鍋爐的熱經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)減少了動力燃料的消耗，另外還能減輕對環(huán)境的污染。文章針對CFB鍋爐系統(tǒng)余熱、乏汽回收進(jìn)行了探討，為其他行業(yè)的煙氣余熱回收利用方面提供借鑒。標(biāo)簽：CFB鍋爐系統(tǒng)；余熱；乏汽回收由于當(dāng)初設(shè)計(jì)的原因，CFB鍋爐除氧器乏汽、CFB鍋爐定排乏汽和CFB鍋爐尾部排煙熱量都向周圍環(huán)境中排放，這不僅造成了能源和水資源的浪費(fèi)，還給周邊的環(huán)境造成污染，也給職工的身心健康造成不良影響。1CFB鍋爐除氧器泛汽回收1.1CFB鍋爐除氧器簡況CFB鍋爐用水采用熱力

2、除氧為主，化學(xué)除氧為輔的方式，除氧器額定工作壓力為0.588MPa，工作溫度為158。在CFB鍋爐項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，除氧乏汽直接對空排放，造成除氧蒸汽用量大大增加，蒸汽排出的噪音也嚴(yán)重影響操作人員的身心健康，為了提高經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)鍋爐島零排放，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備用能實(shí)際情況，決定回收除氧乏汽。1.2CFB鍋爐除氧器回收除氧乏汽的措施（1）增加一條管線將除氧乏汽引至補(bǔ)水加熱器進(jìn)汽總管，同時(shí)對原有補(bǔ)水加熱器進(jìn)行改造，在殼程增加一根DN100的放空管，將溶解氧移至此管排大氣，從而較好地保證了除氧效果。補(bǔ)水加熱器結(jié)構(gòu)形式為順流列管式，除氧余汽走殼程，除鹽水走管程，經(jīng)過換熱后，加溫的除鹽水再進(jìn)入除氧器進(jìn)行除氧。

3、由于提高了進(jìn)除氧器除鹽水的溫度，這樣在一定程度上也可減少除氧器的耗汽量。（2）增加一條管線將補(bǔ)水加熱器疏水管與疏水箱進(jìn)水管連通。在除氧余汽經(jīng)補(bǔ)水加熱器與除鹽水換熱冷凝后，流入兩臺容積為30m3的疏水箱匯集。然后用疏水泵將凝結(jié)水打入冷渣器冷卻水回水管回到除鹽水罐。CFB鍋爐除氧器泛汽回收流程如圖1所示。1.3CFB鍋爐除氧器回收除氧乏汽后的效果該項(xiàng)目正式投入運(yùn)行，平均每小時(shí)回收20噸除氧乏汽，每年除氧乏汽系統(tǒng)創(chuàng)效情況計(jì)算如下：補(bǔ)水加熱器進(jìn)口除鹽水壓力1.35MPa，水溫54，對應(yīng)熱焓227.2kj/kg，出口除鹽水壓力1.35MPa，水溫79，對應(yīng)熱焓331.78kj/kg，補(bǔ)水量450t/h，

4、計(jì)算出每小時(shí)除氧乏汽系統(tǒng)回收熱焓為：（335.78-227.2）4501000=48861000kj/h將以上熱焓折算成標(biāo)煤，回收后乏汽凝液2t/h，按年運(yùn)行時(shí)間8000小時(shí)，每年可節(jié)約標(biāo)煤13329.28噸。本改造項(xiàng)目為車間在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)設(shè)計(jì)的除氧乏汽回收裝置，該技術(shù)改造一次性投資僅15萬元，全部回收了除氧乏汽排空余熱和凝液的回收，對除氧器的安全運(yùn)行和除氧水質(zhì)達(dá)標(biāo)沒有任何影響。2CFB鍋爐定排乏汽回收2.1CFB鍋爐定排乏汽簡況定排擴(kuò)容器是鍋爐連排擴(kuò)容器排污水、定排水、吹灰蒸汽疏水等低溫?zé)岬幕厥蘸吞幚碓O(shè)施。其主要工藝過程是上述疏水在定排擴(kuò)容器內(nèi)降壓后閃蒸出乏汽，常規(guī)的鍋爐房設(shè)計(jì)

5、上這些乏汽都是直接對空排放，而閃蒸后的高鹽濃度的排污水則排入排污降溫池，經(jīng)過冷卻水冷卻后排入污水線。乏汽直接排放不僅浪費(fèi)熱量和水量，而且部分濕蒸汽還被吸入排放口附近的一、二次風(fēng)機(jī)，造成風(fēng)機(jī)入口消音器等設(shè)備的腐蝕，影響設(shè)備使用壽命和安全運(yùn)行。另外，當(dāng)進(jìn)入擴(kuò)容器的疏水量過大時(shí)，排入排污降溫池的排污水也極易出現(xiàn)帶汽現(xiàn)象，造成排污池附近水汽迷漫。詳見圖2。2.2CFB鍋爐定排乏汽回收措施通過采用冷渣器冷卻水作為冷源，增加了一臺板式換熱器與定排直接對空排放的乏汽換熱，同時(shí)將定排擴(kuò)容器底部直排水管改為水封管，防止部分閃蒸蒸汽隨底部排水管排走，減少熱量損失，實(shí)現(xiàn)所有回收乏汽，在回收定排乏汽凝液時(shí)，利用原疏水

6、反上水管線將凝液回收至疏水箱，充分利用了原有設(shè)備和管線，改動最小，流程簡單，熱回收效率高。CFB鍋爐定排乏汽回收流程如圖3所示。定排乏汽回收項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)施安裝投用后，消滅了定排擴(kuò)容器排汽管外排乏汽，平均每小時(shí)回收2噸定排乏汽，每年定排乏汽系統(tǒng)創(chuàng)效情況計(jì)算如下：換熱器進(jìn)口冷卻水壓力0.3MPa，水溫40，對應(yīng)熱焓167.8kj/kg，出口冷卻水壓力0.2MPa，水溫45，對應(yīng)熱焓188.6kj/kg，冷卻水量150t/h，計(jì)算出每小時(shí)定排乏汽系統(tǒng)回收熱焓為3120000kj/h，將回收的熱焓折算成標(biāo)煤，回收乏汽凝液2t/h，年運(yùn)行時(shí)間8000小時(shí)計(jì)算，節(jié)約標(biāo)煤851.14噸?；厥諢犰剩海?88.

7、6-167.8）1501000=3120000kj/h節(jié)約標(biāo)煤：312000010680000.0341=851.14噸本改造項(xiàng)目是回收裝置排污水在定排的閃蒸乏汽，有效利用了除鹽水原有壓差，在回收乏汽余熱和凝液的同時(shí)，又沒有增加多余的能耗點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了CFB鍋爐島零排放，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的。3CFB鍋爐煙氣余熱回收3.1CFB鍋爐煙氣余熱回收簡況由于煤在燃燒時(shí)通常會產(chǎn)生硫氧化物（SO2和SO3），硫氧化物與水蒸氣結(jié)合后即形成硫酸蒸汽，當(dāng)鍋爐尾部受熱面的金屬壁面溫度低于硫酸蒸汽的凝結(jié)點(diǎn)（酸露點(diǎn)），就會在其表面形成液態(tài)硫酸（結(jié)露），對尾部換熱器造成酸結(jié)露腐蝕，所以，鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)，不得不通過提高排煙溫

8、度或使用傳熱極差的非金屬材料（如搪瓷管）來緩解結(jié)露腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，并沒有從根本上解決問題。目前CFB鍋爐排煙溫度在（155160）之間，鍋爐排煙熱損失大，如果采用普通的列管式換熱器回收煙氣中的余熱，將排煙溫度降低至130以下，則勢必會發(fā)生露點(diǎn)酸腐蝕，影響設(shè)備長周期使用壽命，且當(dāng)運(yùn)行工況出現(xiàn)變化時(shí)，也無法直接對金屬壁溫進(jìn)行有效調(diào)整，在防止尾部換熱器露點(diǎn)腐蝕上處于被動防護(hù)。計(jì)劃通過采用相變換熱器回收技術(shù)，解決以上問題。3.2CFB鍋爐煙氣余熱回收方案相變換熱器安裝在鍋爐尾部，設(shè)備本體分為兩部分，下段安裝在煙道內(nèi)，設(shè)備為換熱管束，主要作用是吸收煙氣中的熱量，上段安裝在煙道外，換熱管束上方，設(shè)備為表面

9、式換熱器，主要起集汽、換熱的作用（詳見圖4）。向相變換熱器內(nèi)注入一定傳熱介質(zhì)后，使整個(gè)相變換熱器處于全密閉狀態(tài)，傳熱介質(zhì)在相變下段吸收煙氣中的熱量，汽化后的蒸汽經(jīng)集汽管排至換熱器頂部表面式換熱器，在換熱器內(nèi)，熱量被冷卻介質(zhì)吸收升溫，而傳熱介質(zhì)則冷凝后靠自重經(jīng)下降管回落至煙道換熱器內(nèi)，重新吸收煙氣的熱量。該技術(shù)主要是利用壓力與飽和溫度一一對應(yīng)的熱力學(xué)基本原理，使所有在煙道內(nèi)的管束都處于同一壓力下，保證所有管束金屬壁溫都在可控范圍內(nèi)，解決了采用普通冷源直接與煙氣換熱易在冷源進(jìn)口處發(fā)生SO2低溫腐蝕的突出問題。3.3CFB鍋爐煙氣余熱回收項(xiàng)目效果相變換熱器后，鍋爐運(yùn)行參數(shù)如表2所示：相變換熱器安裝投

10、用后，引風(fēng)機(jī)進(jìn)口負(fù)壓分別提高了（0.44/0.4）kPa，這主要是由于安裝相變換熱器后，煙道內(nèi)煙氣流通阻力變大，為維持爐膛負(fù)壓不變，引風(fēng)機(jī)進(jìn)口增加抽力；兩側(cè)排煙溫度分別降低了（28.46/29.91），冷卻水流量約45t/h，溫升56.33。在實(shí)際操作中，主操可利用兩側(cè)調(diào)節(jié)閥對冷卻水水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對過熱器壁溫的可調(diào)可控，改變相變后的出口煙溫。通過吸收排煙余熱，通過查表可知除鹽冷卻水進(jìn)口熱焓：227.83kJ/kg，出口熱焓：464.18kJ/kg，按相變換熱器每年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算，年回收熱焓：（464.18-227.83）451038000=85.09106MJ將回收熱量按入爐煤平均熱

11、值20.5MJ/kg則算成煤量為：85.0910620.5=4150.7t按年節(jié)約煤炭4150.7噸，按煤炭價(jià)格750元/噸計(jì)算，降本創(chuàng)效311.3萬元。相變冷卻水跟爐相變冷卻水共用一臺75kW的管道泵，該泵設(shè)計(jì)流量150t/h，1#爐用水約45t/h，2#爐用水約45t/h。投用2#爐相變換熱器后，該管道泵運(yùn)行功耗約增加23kW，每年增加電耗238000=18.4萬kw，按每度電0.702元計(jì)算，增加運(yùn)行成本12.9萬元。由于進(jìn)除氧器除鹽水進(jìn)行了加熱，相應(yīng)除氧器耗中壓蒸汽減少。折合減少中壓蒸汽用量85.09106MJ3061MJ/t=27798t。由于3#汽輪機(jī)仍有中抽富余，相當(dāng)于減少中抽量27798t，按平均每減少10t抽汽，減少發(fā)電228kwh計(jì)算，共計(jì)減少發(fā)電量2779810228=633794.4kwh，按每度電盈利0.08元計(jì)算，減少發(fā)電創(chuàng)效5.1萬元。相變換熱器投運(yùn)后，兩側(cè)換熱器壁溫分別為116/115，兩側(cè)排煙溫度分別降低了28/29，在日常運(yùn)行中，鍋爐主操可通過調(diào)整調(diào)節(jié)閥開度來調(diào)整冷卻水水量，實(shí)現(xiàn)對過熱器壁溫的可調(diào)可控，在避免相變金屬壁表面出現(xiàn)低溫腐蝕的前提下，改變相變后的出口煙溫。4結(jié)束語隨著節(jié)能減排觀念的深入人心，我國各個(gè)行業(yè)的節(jié)能減排也會得到大力發(fā)展，CFB鍋爐系統(tǒng)作為我國現(xiàn)階段煙氣余熱利用的重點(diǎn)領(lǐng)域，其相應(yīng)的新理論