鍋爐煙氣余熱深度利用及減排技術(shù)的研究

1、煙氣余度利用技術(shù)通過對某大型燃煤電廠鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造增鍋爐煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)新增鍋爐煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過程中停運(yùn)和投入兩種狀態(tài)試驗(yàn)和研究比投入前和投入后各工況參數(shù)們發(fā)現(xiàn)如果是在600MW 負(fù)荷的工況下，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗減少了 4.9g/ ）煙塵排放的濃度也降低了 ，除此之外，脫硫的工藝水水耗也比之前減少了33.5t/h ，熱耗率減少了 68.4kJ/ （kWh，廠用電率減少了 節(jié)能效果顯著是新增鍋爐煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)在運(yùn)行過程中呈現(xiàn)出靈活 調(diào)節(jié)，運(yùn)行環(huán)境安全可靠的狀態(tài).。關(guān)鍵詞：余熱深度利用 節(jié)能改造 減排 鍋爐1 我國火電節(jié)能減排現(xiàn)狀眾所周知來的霧霾天氣越發(fā)頻繁

2、廠作為燃煤的主要工廠，是這些污染物形成的原因之 .。國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)越來越高，國家相應(yīng)出臺了一系列政策來改變這一現(xiàn)狀，一系列的政策將直接或間接的影響火電廠的利益 .政策規(guī)定有些地區(qū)的火電廠的煙塵排放量要比 20mg/Nm3 低.。其中，東部地區(qū)新建設(shè)的一些火電廠大氣污染物排放的濃度最基本的是達(dá)到排放限值 .。一方面，我國要求新建燃煤發(fā)電機(jī)組的平均供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗不能超過 300g/1. 2020 年時改造后低于 （kWh 以上機(jī)組要低于 300g/（kWh）.要想實(shí)現(xiàn)降低供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗和大氣污染物的超低排放依靠國家政策的硬性要求，還要依靠火電廠運(yùn)行自身的經(jīng)濟(jì)性和效益 .當(dāng)前，找到有效的節(jié)能減排方式成為了火

3、電企業(yè)的共識 .。鍋爐熱損失中損失最大的一項(xiàng)就是排煙1熱損失的損失占鍋爐熱損失的 70% 至達(dá)到 爐實(shí)際的排煙溫度與鍋爐設(shè)計(jì)值偏離的原因有很多設(shè)計(jì)和運(yùn)行的調(diào)整炭的種類等般大型火力發(fā)電廠的鍋爐排煙的溫度能達(dá)到 110 甚至達(dá)到 160 。如果把排煙的余熱加以深度利用，使排煙熱損失進(jìn)一步降低，鍋爐的效率就會進(jìn)一步提高. 2 煙氣余熱利用現(xiàn)狀當(dāng)前，煙氣余熱主要用于預(yù)熱助燃空氣、加熱熱網(wǎng)水和加熱凝結(jié)水等用。最有前途和潛力的節(jié)能措施包括傳統(tǒng)低壓省煤器系統(tǒng)和余熱深度利用及減排系 統(tǒng).。傳統(tǒng)的低壓省煤器系統(tǒng)是把換熱器放在空預(yù)器和除塵器二者之間的煙道上，還有一種方式是放在脫硫吸收塔入口的煙道上機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的配合

4、下，加熱主凝結(jié)水時可以排擠汽輪機(jī)的低壓抽汽，這樣有助于提高整個機(jī)組效率.煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)是一種全新的系統(tǒng)經(jīng)在某些火電廠成功的應(yīng)用，節(jié)能效果也超過國家的標(biāo)準(zhǔn)要求 這個系統(tǒng)的特點(diǎn)是，它包括四個換熱設(shè)備：第一級、第二級低溫?fù)Q熱器，高溫?fù)Q熱器和空氣換熱器 . 。溫?fù)Q熱器和第一級低溫?fù)Q熱器依次布置于空預(yù)器和除塵器之間煙道內(nèi)低溫?fù)Q熱器布置于引風(fēng)機(jī)出口和脫硫吸收塔之間煙道內(nèi)熱器布置于送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道內(nèi) .高溫?fù)Q熱器利用空預(yù)器后的煙氣熱量加熱凝結(jié)水，組成一個高效低壓的省煤器系 .空氣換熱器和第一、二級低溫?fù)Q熱器可以形成閉式循環(huán)，第一級低溫?fù)Q熱器能將煙氣溫度減至 95，根據(jù)相關(guān)研究，飛灰的比電阻隨溫度降

5、低而降低，除塵的效率隨之增高，粉塵排放濃度隨之降低 .第二級換熱器可以將脫硫塔的入口溫度降至 85左右，最大限度的降低脫硫工藝水耗和回收煙氣余熱 將空氣換熱器放置在送風(fēng)機(jī)出口風(fēng)道，同時把第一、二級低溫?fù)Q熱器的低2品質(zhì)的煙氣余熱進(jìn)行回收的用途就是加熱冷二次風(fēng)樣如果冷二次風(fēng)溫度提高之后氣預(yù)熱器溫度發(fā)生變化有利于降低空氣預(yù)熱器的冷端低溫腐蝕情況，減少空氣預(yù)熱器的堵塞，提升煙氣品質(zhì)，提高鍋爐的效率 . 煙氣余熱熱度利用及減排系統(tǒng)還有一個優(yōu)點(diǎn)就是各個模塊都能單獨(dú)的調(diào)節(jié)圍環(huán)境溫度等因素調(diào)節(jié)控制煙溫，確保在機(jī)組各負(fù)荷工況下投入該系統(tǒng)時安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行.。深度利用煙氣余熱達(dá)到節(jié)煤節(jié)水，從而實(shí)現(xiàn)深度節(jié)能.。設(shè)計(jì)

6、換熱設(shè)備時要遵循以下幾點(diǎn)原則重的高塵區(qū)要安置高溫?fù)Q熱器和第一級低溫?fù)Q熱器模擬流場的狀況擇合適的煙氣流速置合理的防磨裝備;除塵器前的灰硫比一般在 126.4 左右，布置在該區(qū)域的余熱深度利用及減排設(shè)備腐蝕問題可不用考慮，這些設(shè)備采用專用的 H 型的翅片換熱器，設(shè)置加強(qiáng)自吹灰裝 .。局于引風(fēng)機(jī)出口的第二級低溫?fù)Q熱器要求必須把煙氣溫度降到酸露點(diǎn)之下著灰硫比降低著重考慮防腐用自主研發(fā)的第二級低溫?fù)Q熱器的換熱翅片以減慢腐蝕速度的材質(zhì)并控制設(shè)備冷端壁溫延緩腐 蝕.。要想達(dá)到系統(tǒng)性能最優(yōu)，還要考慮空氣預(yù)熱器的冷端的溫度.。3 實(shí)際案例傳統(tǒng)用的低壓省煤器系統(tǒng)在德國已經(jīng)開始應(yīng)用，在 Schwarze Pumpe

7、 （黑泵）電廠 2*800MW 煤鍋爐的機(jī)組上使用可以提高供電效率 百分比.。在國內(nèi)火電廠改造之后，可以將供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低 2g/左.。位于太原的第二熱電廠的 300MW 機(jī)組，使用改進(jìn)后的傳統(tǒng)低壓省煤器系統(tǒng)將煙溫降 低至 125 ，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低 ，效果顯著.。煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)也已在 600MW 的火電機(jī)組上成功運(yùn)行，配合超臨界參數(shù)變壓運(yùn)行直流鍋爐和汽輪機(jī)機(jī)組的額定負(fù)荷下電標(biāo)準(zhǔn)煤耗3降低了 4.9g/ ），排煙的粉塵濃度降低了 7.8mg/Nm3節(jié)能和低排效 果更明顯.。4 煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)試驗(yàn)和研究為了驗(yàn)證煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)的真正性能照國家標(biāo)準(zhǔn)保證各個設(shè)備正常

8、運(yùn)行的基礎(chǔ)上，對煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn) . 在驗(yàn)證的期間要保證汽輪機(jī)和鍋爐以及其它的輔助設(shè)備都能正常安全的運(yùn)行到穩(wěn)定不泄露 。保證軸封性能良好，真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要 .。熱力系統(tǒng)能夠按照設(shè)計(jì)的熱平衡圖規(guī)定的熱力循環(huán)方式穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行 ; 汽設(shè)備運(yùn)行正常，確保煤質(zhì)良好、煤種穩(wěn)定 證煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)不吹灰，這樣才能使得各項(xiàng)試驗(yàn)參數(shù)能夠達(dá)到要求的數(shù)值，才能保持穩(wěn)定 .。時退出 AGC 置，降低電網(wǎng)對機(jī)組穩(wěn)定性干。根據(jù)某廠煙氣余熱深度利用及減排 系統(tǒng)投入和停運(yùn)后，試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比分析如下：熱耗率的變化情 . 對汽輪機(jī)進(jìn)行性能測試，收集整理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用該系統(tǒng)熱耗率明顯減少

9、，在 600MW 負(fù)荷工況熱耗率減少 68.4kJ/ 480MW 負(fù)荷工況，熱耗率減少 64.8kJ/ ）;在 荷工況熱耗 率減少 97.4kJ/ 。廠用電率的變化情 .運(yùn)用余熱深度利用及減排系統(tǒng)之后，增加的水泵耗電增加個風(fēng)機(jī)因風(fēng)煙道增加換熱設(shè)備工作阻力增大電增加必定會影響廠用電率，所以要對廠用電率進(jìn)行研究分析 . 根據(jù)實(shí)際的用電測量，結(jié)果顯示廠用電率整體最終都減少了.。在 600MW 負(fù)荷工況下廠用電率減少 0.15%;在 480MW 荷工況下廠用電率減少 在 負(fù)荷工況下廠用電率 減少 0.07%.4標(biāo)準(zhǔn)煤耗的變化情 .在對鍋爐進(jìn)行綜合試驗(yàn)、測試發(fā)現(xiàn)，煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)可以減低發(fā)電和

10、供電時的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 . 通過數(shù)據(jù)顯示，在600MW 荷工況供電煤耗減少 480MW 荷工況，試驗(yàn)供電煤耗減少 2.74g/ （kWh）3，在 300MW 負(fù)荷工況，試驗(yàn)供電煤耗減少 煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)進(jìn)行修正之后，煤耗率降低的程度更大了 . 在 600MW 負(fù)荷工況，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗減少 4.9g/（kWh 荷工況煤耗減少 kWh負(fù)荷工況，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗減少 （kWh。不難看出 負(fù)荷工 況下，供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率最低.。除塵效率的變化情況.使用煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)之前負(fù)荷工況的除塵效率是 99.387%煙塵濃度達(dá)到 42.12mg/Nm3，用該系統(tǒng)之后除塵效率達(dá)到 99.502% ，粉塵濃度

11、減少到 34.32mg/Nm3.粉塵濃度降 低了 7.8mg/Nm3效果明.。脫硫工藝水量的變化情況.。投運(yùn)該系統(tǒng)之后，在 600MW 負(fù)荷工況下可節(jié) 33.5t/h 的工況下可節(jié) 51.20t/h 況下節(jié) 18.15t/h. 5 煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、社會效益某廠煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)技術(shù)改造投入運(yùn)行后磨防腐可控廠的機(jī)組年發(fā)電按照 5400h 計(jì)算的話，每年就能節(jié)省標(biāo)煤 1.5 萬 t 左右，那么二氧化碳的排放量將大大減少，除塵效果好、效率高，與此同時，煙囪的粉塵排放濃度可以降低大約 18mg/Nm3.。系統(tǒng)如果應(yīng)用在 300MW 及以上各種類型火電機(jī)組上分析電廠鍋爐出口的排煙溫度煤質(zhì)量的基礎(chǔ)上資成本可以達(dá) 3000 萬元 5000 萬元以幫助電廠在 3 年左右回收成本.。56 結(jié)語一方面氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)能幫助火電廠實(shí)現(xiàn)真正意義上的節(jié)能降耗，為電廠生產(chǎn)經(jīng)營提質(zhì)增效 通過深度利用煙氣余熱，降低鍋爐熱損失，提高鍋爐熱效 . 鍋爐煙氣余熱深度利用及減排系統(tǒng)具有它自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)不使用汽輪機(jī)高品位的抽汽是排擠汽輪機(jī)高品位的抽汽少汽輪機(jī)熱耗，提高汽輪機(jī)熱效率，降低廠用電率，降低脫