電站燃氣鍋爐廢熱的回收利用

李新家 中冶京誠（秦皇島）工程技術有限公司 066004

電站燃氣鍋爐廢熱的回收利用

李新家 中冶京誠（秦皇島）工程技術有限公司 066004

如何充分回收鍋爐廢熱，減少熱量損失，從而有效地提高鍋爐效率，是電站企業的課題。本文從鍋爐排污水熱量的利用及鍋爐排煙熱量的利用兩個方面介紹鍋爐廢熱利用情況。

鍋爐；廢熱回收；節能降耗

1 前言

鋼鐵企業自備電站燃氣鍋爐的燃料為高爐煤氣，按鋼鐵企業的煤氣平衡，鍋爐煉鋼產生副產品——高爐煤氣，高爐煤氣作為鋼鐵企業的煉鋼、煉鐵的自用外，還有剩余。為充分利用剩余煤氣，減少剩余煤氣的放散，鋼鐵企業建設自備電站，設計燃氣鍋爐，煤氣在鍋爐爐膛燃燒，將燃料的化學能轉化為蒸汽熱能，蒸汽進入汽輪發電機，實現熱能、機械能到電能的轉換，為企業提供部分電力，實現有限資源最大價值。

鍋爐的連續排污水一般只占到鍋爐容量的1%～2%，在電站鍋爐系統設計中，一般采用直接排到排污擴容器，擴容減壓后排至排污井，然后排至下水道，排污水熱量沒得到利用。

燃氣鍋爐的排煙溫度一般為150～160℃，經引風機排至煙囪，煙氣熱量白白浪費。

下面按2臺130t/h中壓鍋爐計算以上兩部分的熱量回收利用。

2 鍋爐排污水熱量的回收

蒸汽鍋爐130t/h共2臺，排污率取2%，則鍋爐排污水流量

鍋爐排污水焓取鍋爐汽包壓力4.4MPa下的飽和水焓hbl=1102kJ/kg.

排污擴容器排污水焓取排污擴容器壓力Pbl=0.2MPa下的飽和水焓hn=505kJ/ kg，對應溫度120℃。

排污擴容器二次蒸汽的焓hf=2706 kJ/kg。

熱平衡式:Dbl×hbl=Df×hf+ Dn× hn

物質平衡:Dbl- Dn=Df

聯合上述兩式，得:

按《鍋爐房設計規范》GB 50041-2008要求，鍋爐排污水應降至小于40℃排放。設置排污水冷卻器（即水——水換熱器），間接加熱部分鍋爐補給水（20℃加熱至30℃），回收鍋爐排污水熱量為

3.79×（120-40）×1.163×0.98=345kW

折合標煤 345×1000/1.163/7000/ 0.9=47kg/h

年節約標煤:47kg/h×8000h/ 1000=376t/h

標煤價按800元/t折算，年折合收益600×376/10000=22.56萬元，基礎投資(換熱器、閥門、管道)不超過8萬元，對企業具有明顯的效益。

3 鍋爐排煙熱量的回收

130t/h電站鍋爐，燃料為高爐煤氣，鋼鐵企業高爐煤氣經過爐頂余壓發電（TRT）后，壓力～30kPa，經煤氣柜、廠區管網輸送至電站鍋爐，溫度一般為常溫，取20℃。

燃氣鍋爐的排煙溫度一般為150～160℃，在鍋爐尾部設置煤氣預熱器，利用排煙熱量間接加熱煤氣，使入爐煤氣溫度提高，此而提高鍋爐效率，減少煤氣耗量或提高蒸汽產量，提高發電量。

若160℃鍋爐煙氣經引風機排至煙囪，煙氣熱量白白浪費。考慮回收煙氣廢熱，預熱鍋爐燃料——高爐煤氣，設計選用“煤氣預熱器”，通過煙氣與煤氣的間接換熱，降低煙氣的溫度（從160℃降到100℃），煤氣溫度從20℃提高到60℃，從而回收的煙氣熱量。

130t/h燃氣鍋爐，排煙量為380000m3/h ，排煙溫度從160℃降至100℃。

按2臺130t/h鍋爐計算，排煙溫度為160℃時，煙氣流量為2×380000 m3/ h，

煙囪上口徑:

注:ω——煙囪出口煙氣流速，取18m/s。

按2臺130t/h鍋爐計算，排煙溫度為100℃時，煙氣流量為2×380000× (273+100)/(273+160)=654688 m3/h，

煙囪上口徑:

即:煙囪排煙溫度降低，煙囪出口內徑由3.8m可減小到3.4m，煙囪及基礎投資約減少6萬元。

增設煤氣預熱器后，2臺130t/h燃氣鍋爐回收熱量為

注:式中數據

①查《全國勘察設計注冊設備工程師》教材，160℃煙氣焓為220kJ/Nm3；100℃煙氣焓為138kJ/Nm3。

②熱交換利用系數取:0.85

回收熱量（9270kW）折合標煤:

年節約標煤:1240kg/h×8000 h/ 1000=9920t/h

標煤價按600元/t折算，年折合收益600×9920/10000=595.2萬元，

基礎投資(煤氣預熱器、閥門、管道)不超過500萬元，對企業具有明顯的效益。

4 結語

企業的節能降耗具有巨大的潛力可挖，電站燃氣鍋爐廢熱的回收利用具有較大的回收價值，在設計之初應加以考慮，較少的投入帶來較大的效益，為節能降耗增一份力量。對于已建項目，若場地具備條件，建議企業盡早增設排污水冷卻器和煤氣預熱器，回收利用燃氣鍋爐的廢熱，降低企業的生產成本，減少污染物的排放，為我們的藍天作出力所能及的貢獻。

[1] 小型火力發電廠設計規范.GB 50049

[2] 小型熱電站設計手冊

[3] 《全國勘察設計注冊設備工程師》教材

[4] 《水水換熱器、煤氣預熱器》設備廠資料

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.006

李新家（1968-），男，高級工程師，熱力所主任工程師，國家注冊公用設備工程師（動力專業）。現在中冶京誠(秦皇島）工程技術有限公司從事工程設計、工程管理工作。