火力發(fā)電廠煙氣余熱利用的分析及運用

火力發(fā)電廠煙氣余熱利用的分析及運用由于現目前水資源、能源緊缺、環(huán)境日益惡化等等狀況，合理有效地利用電廠的煙氣余熱，提高火電機組的效率,減少煤耗是節(jié)能的主要且重要的措施之一。在火力發(fā)電廠中，鍋爐的排煙余熱問題一直是困擾人們的一個問題。本文對發(fā)電廠煙氣余熱利用的途徑進行了分析，重點研究了利用煙氣余熱來加熱凝結水的系統(tǒng)。研究表明，設置煙氣余熱利用系統(tǒng)，可大大提高火力發(fā)電廠熱效率，降低煤耗，增加發(fā)電量，具有一定的經濟效益和社會效益。因此在電廠優(yōu)化設計中，合理有效地利用火電廠的煙氣余熱，提高機組運行效率，節(jié)約用水，減少煤耗，是節(jié)能的關鍵。標簽：煙氣余熱；優(yōu)化設計；提高效率；節(jié)能一、引言由數據統(tǒng)計可知，在火力發(fā)電廠中，鍋爐的排煙熱損失大約占鍋爐熱損失的70%,隨著鍋爐運行時間的增加，受熱面污染程度也隨之增加，排煙溫度要比設計溫度高大約25℃O在我們國家，存在著很多鍋爐投運時間較長、排煙溫度較高甚至達到200C的火電機組。如果能夠合理的利用工藝和新技術來降低鍋爐排煙溫度，回收利用排出的煙氣余熱，將較大程度上降低火力發(fā)電廠的煤耗，達到節(jié)約能源的目的。二、煙氣余熱利用的狀況現目前，國外已經把火電機組的排煙溫度設計為大約100C,比之前的排煙溫度值大大降低，在近幾年來國外建立火電廠的共同特點有：(1)煙氣的最終排放并不是通過常見的專用煙囪，而是通過自然風冷卻塔排入大氣之中(2)增添了煙氣熱量回收的環(huán)節(jié)，即在煙氣脫硫裝置和除塵器之間的煙道上安裝了煙氣冷卻器，回收的熱量用于凝結水的加熱。早在20世紀90年代，在300MW?500MW機組改造的時候就大力推廣在鍋爐尾部增加旁路省煤器加熱凝結水的“煙氣加熱器”技術，以降低鍋爐排煙溫度，進一步的提高鍋爐和電除塵器的工作效率。在我們國家，火力發(fā)電廠的很多鍋爐排煙溫度都大大的超過了設計值。結合火電廠的設計，煙氣余熱利用的方向大體可以分為加熱凝結水、加熱熱網水、預熱助燃空氣、預熱并干燥燃料、采暖制冷等等。根據吸收煙氣余熱的換熱方式不同，可以分為直接換熱和間接換熱，即利用煙氣直接和所需要的吸熱介質接觸，由中間介質吸收煙氣余熱，再將熱量釋放給需吸熱的介質。三、煙氣余熱合理利用的措施(1)防止積灰措施較低溫度的省煤器應該根據煙氣灰的含量、不同的放置位置等等選擇合適且合理的換熱管形式、煙氣流速以及吹灰系統(tǒng)等，主要包含以下內容：首先，若低溫省煤器放置在電除塵器之前，可以采用H型翅片管；若低溫省煤器放置在電除塵器之后，可采用H型翅片管或者或者螺旋翅片管。第二：設計一個合適的煙氣流速。煙氣流速應該根據低溫省煤器的放置位置不同控制在10m/s到13m/s左右，避免產生大量的灰塵。第三、設置吹灰器系統(tǒng)，按規(guī)定時間吹灰，從而減少灰塵的發(fā)生。最后，在機組停運時檢查積灰的狀況，利用高壓水進行人工清灰。(2)防腐蝕措施設置防腐蝕的管式換熱器，加熱廠區(qū)水暖系統(tǒng)的熱網循環(huán)水，替代常規(guī)的熱網加熱器，這樣可以節(jié)省熱網加熱器的加熱蒸汽量，從而增加發(fā)電量。但通常進入低溫省煤器的凝結水溫度較低，煙氣酸露點的溫度高于煙氣出口側管束壁面溫度，所以產生了低溫腐蝕的現象。國內常采用以下方式來避免低溫腐蝕：1、根據煙氣酸露點的溫度，通過熱水再循環(huán)的方式，確定合適的低溫省煤器的溫度，從而有效地避開發(fā)生低溫腐蝕的區(qū)域。2、低溫省煤器設置煙氣側進、出口溫度測試，及時控制煙氣溫度和水溫。3、采用ND鋼等耐酸腐蝕的材料，減緩腐蝕的速度，并留有一定的腐蝕余量。(3)干燥措施利用煙氣余熱干燥煤的核心設備是干燥機滾筒，它是一個略帶傾斜并能回轉的圓筒體，內部固定有鏈條，起著清掃內壁、攪拌內部物斜的作用。濕物料從一端的上部進入，干物料則從另一端的下部采集。120C的熱煤氣從進料端或出連段進入，從另一端上部排出，物料與熱煙氣呈逆流或并流方式接觸。固體物料在滾筒中停留時間大約13分鐘，出口煙氣溫度約降至100℃。滾筒內根據不同的角度裝有順向抄板，使物斜在筒體回轉過程中不斷抄起又灑下，讓其與通入的熱煙氣直接且充分的接觸，使物斜向前移動，并進一步的提高干燥效率。現有的干燥系統(tǒng)是由燃煤的燃氣爐或鏈條爐提供的熱煙氣，干燥度可從30%降低到20%(4)煙氣余熱加熱凝結水利用煙氣余熱加熱凝結水，可以提高全廠的熱效率，降低煤耗，增加發(fā)電量。加熱凝結水的方式有兩個：一是設置煙氣回熱加熱器和水水換熱器，讓凝結水和煙氣之間進行熱交換，但是這種方式的缺點是二級換熱，換熱效率比一級換熱低。二是設置煙氣回熱加熱器，讓煙氣和凝結水直接進行熱交換，這種方式優(yōu)點是一級換熱，換熱效率較高，缺點是若換熱管一旦發(fā)生泄露，會直接的污染凝結水，影響機組的正常安全運行。本文采用煙氣和凝結水間接換熱的方式，即煙氣在煙氣回熱加熱器內和水進行熱交換，吸收煙氣余熱的水在水水換熱器內與凝結水發(fā)生熱交換，將熱量再釋放給凝結水，然后進入主凝結水系統(tǒng)。煙氣回熱加熱器采用表面換熱的方式，即表面式氣水換熱器，煙氣加熱閉式循環(huán)水。加熱器垂直放置，受熱面考慮到防磨和防腐，換熱組件和密封件容易拆卸，更換換熱管時，不會影響其他換熱管。換熱管需要選用ND鋼，它的使用壽命長，N50000小時。還要具有容易清洗的表面。煙氣加熱器換熱管采用分段布置的方式，分成高、低溫兩段，在加熱器的上側是低溫段，加熱器的下側是高溫段，用聯箱連接高、低溫段換熱器。煙氣回熱加熱器布置于回轉式空氣預熱器煙氣側出口，回轉式空氣預熱器布置在爐后框架運轉層，延期回熱加熱器考慮布置在其下部。四、結論在火力發(fā)電廠中設置煙氣余熱利用系統(tǒng)，可大大的提高全廠的熱效率，降低煤耗，從而增加發(fā)電量。回收的煙氣熱量越大，節(jié)煤量越大，發(fā)電量增加也就越多。但是，回收鍋爐煙道預熱時也是有一定限制的，排煙溫度不能降的太低，因為當排煙溫度已經低于煙氣露點時，會造成換熱設備產生低溫酸腐蝕現象。參考文獻[1]潘靜雯.超超臨界火力發(fā)電廠煙氣余熱利用系統(tǒng)研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2013,(34)：292-292.[2]孟凡強.鍋爐煙氣余熱