火力發(fā)電廠煙氣余熱利用的分析及運(yùn)用

火力發(fā)電廠煙氣余熱利用的分析及運(yùn)用由于現(xiàn)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(jī)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(gè)問題。本文對發(fā)電廠煙氣余熱利用的途徑進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了利用煙氣余熱來加熱凝結(jié)水的系統(tǒng)。研究表明，設(shè)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(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此在電廠優(yōu)化設(shè)計(jì)中，合理有效地利用火電廠的煙氣余熱，提高機(jī)組運(yùn)行效率，節(jié)約用水，減少煤耗，是節(jié)能的關(guān)鍵。標(biāo)簽：煙氣余熱；優(yōu)化設(shè)計(jì)；提高效率；節(jié)能一、引言由數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(yùn)行時(shí)間的增加，受熱面污染程度也隨之增加，排煙溫度要比設(shè)計(jì)溫度高大約25℃O在我們國家，存在著很多鍋爐投運(yùn)時(shí)間較長、排煙溫度較高甚至達(dá)到200C的火電機(jī)組。如果能夠合理的利用工藝和新技術(shù)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(dá)到節(jié)約能源的目的。二、煙氣余熱利用的狀況現(xiàn)目前，國外已經(jīng)把火電機(jī)組的排煙溫度設(shè)計(jì)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(diǎn)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(fēng)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(jié)水的加熱。早在20世紀(jì)90年代，在300MW?500MW機(jī)組改造的時(shí)候就大力推廣在鍋爐尾部增加旁路省煤器加熱凝結(jié)水的“煙氣加熱器”技術(shù)，以降低鍋爐排煙溫度，進(jìn)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(shè)計(jì)值。結(jié)合火電廠的設(shè)計(jì)，煙氣余熱利用的方向大體可以分為加熱凝結(jié)水、加熱熱網(wǎng)水、預(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱并干燥燃料、采暖制冷等等。根據(jù)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(zhì)接觸，由中間介質(zhì)吸收煙氣余熱，再將熱量釋放給需吸熱的介質(zhì)。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(yīng)該根據(jù)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(nèi)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(shè)計(jì)一個(gè)合適的煙氣流速。煙氣流速應(yīng)該根據(jù)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(chǎn)生大量的灰塵。第三、設(shè)置吹灰器系統(tǒng)，按規(guī)定時(shí)間吹灰，從而減少灰塵的發(fā)生。最后，在機(jī)組停運(yùn)時(shí)檢查積灰的狀況，利用高壓水進(jìn)行人工清灰。(2)防腐蝕措施設(shè)置防腐蝕的管式換熱器，加熱廠區(qū)水暖系統(tǒng)的熱網(wǎng)循環(huán)水，替代常規(guī)的熱網(wǎng)加熱器，這樣可以節(jié)省熱網(wǎng)加熱器的加熱蒸汽量，從而增加發(fā)電量。但通常進(jìn)入低溫省煤器的凝結(jié)水溫度較低，煙氣酸露點(diǎn)的溫度高于煙氣出口側(cè)管束壁面溫度，所以產(chǎn)生了低溫腐蝕的現(xiàn)象。國內(nèi)常采用以下方式來避免低溫腐蝕：1、根據(jù)煙氣酸露點(diǎn)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(shè)置煙氣側(cè)進(jìn)、出口溫度測試，及時(shí)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(shè)備是干燥機(jī)滾筒，它是一個(gè)略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體，內(nèi)部固定有鏈條，起著清掃內(nèi)壁、攪拌內(nèi)部物斜的作用。濕物料從一端的上部進(jìn)入，干物料則從另一端的下部采集。120C的熱煤氣從進(jìn)料端或出連段進(jìn)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(shí)間大約13分鐘，出口煙氣溫度約降至100℃。滾筒內(nèi)根據(jù)不同的角度裝有順向抄板，使物斜在筒體回轉(zhuǎn)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(jìn)一步的提高干燥效率。現(xiàn)有的干燥系統(tǒng)是由燃煤的燃?xì)鉅t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(jié)水利用煙氣余熱加熱凝結(jié)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(jié)水的方式有兩個(gè)：一是設(shè)置煙氣回?zé)峒訜崞骱退畵Q熱器，讓凝結(jié)水和煙氣之間進(jìn)行熱交換，但是這種方式的缺點(diǎn)是二級換熱，換熱效率比一級換熱低。二是設(shè)置煙氣回?zé)峒訜崞鳎専煔夂湍Y(jié)水直接進(jìn)行熱交換，這種方式優(yōu)點(diǎn)是一級換熱，換熱效率較高，缺點(diǎn)是若換熱管一旦發(fā)生泄露，會直接的污染凝結(jié)水，影響機(jī)組的正常安全運(yùn)行。本文采用煙氣和凝結(jié)水間接換熱的方式，即煙氣在煙氣回?zé)峒訜崞鲀?nèi)和水進(jìn)行熱交換，吸收煙氣余熱的水在水水換熱器內(nèi)與凝結(jié)水發(fā)生熱交換，將熱量再釋放給凝結(jié)水，然后進(jìn)入主凝結(jié)水系統(tǒng)。煙氣回?zé)峒訜崞鞑捎帽砻鎿Q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(shí)，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(shí)。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(cè)是低溫段，加熱器的下側(cè)是高溫段，用聯(lián)箱連接高、低溫段換熱器。煙氣回?zé)峒訜崞鞑贾糜诨剞D(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)出口，回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器布置在爐后框架運(yùn)轉(zhuǎn)層，延期回?zé)峒訜崞骺紤]布置在其下部。四、結(jié)論在火力發(fā)電廠中設(shè)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?；厥盏臒煔鉄崃吭酱?，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(yù)熱時(shí)也是有一定限制的，排煙溫度不能降的太低，因?yàn)楫?dāng)排煙溫度已經(jīng)低于煙氣露點(diǎn)時(shí)，會造成換熱設(shè)備產(chǎn)生低溫酸腐蝕現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)[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(yīng)用，2013,(34)：292-292.[2]孟凡強(qiáng).鍋爐煙氣余熱