利用焚燒爐余熱發電實例分析

文 _ 馬賽 趙建波 北京中冶設備研究設計總院有限公司

利用焚燒爐余熱發電實例分析

文 _ 馬賽 趙建波 北京中冶設備研究設計總院有限公司

“十二五”期間，化工企業面臨節能減排任務更加艱巨，法律法規要求更加嚴格，企業生產的環保成本將進一步加大，生產低碳化趨勢不可逆轉。如何挖掘節能潛力、降低能耗和產品成本、取得較好的經濟效益，已成為各化工企業的當務之急。

為此，某化工企業把節能減排作為調整優化結構、轉變生產發展方式的突破口，大力采用節能減排先進工藝技術和節能措施，用以降低生產成本，節約能源和保護環境，增強企業的市場競爭力，為企業的可持續發展注入新的活力，使企業的發展建立在節約能源和保護環境的基礎上，真正實現協調和可持續發展。

1 焚燒爐余熱發電技術簡介

焚燒爐余熱發電技術主要利用焚燒爐煙氣的熱量使余熱鍋爐產生蒸汽，通過對蒸汽參數進行調整優化，利用蒸汽帶動蒸汽輪機發電。此項技術不但有效利用了焚燒爐余熱，避免了能源浪費，為企業創造了較好的經濟效益，且在此過程中不產生額外的廢氣、廢渣、粉塵和其他有害氣體，是節能環保新技術。

2 余熱資源現狀及利用方案

目前，某化工企業生產過程中焚燒爐產生的高溫煙氣，主要情況如表1。

表1 焚燒爐煙氣情況表

根據該企業焚燒爐煙氣情況表，增上余熱鍋爐及發電裝置進行發電，裝機方案見圖1。

圖1 裝機方案

本工程通過利用該企業焚燒爐煙氣余熱進行發電，降低了生產成本、使企業環境也得到了改善，工程建成后年發電量為1719×104kWh，年供電量為1512.72×104kWh，每小時外供電量為2019.96kWh。

3 主要設備參數

（1）本工程采用鄭州鍋爐股份有限公司生產的余熱鍋爐，主要設計參數如表2。

表2 余熱鍋爐（Q33/1000-14-3.82/450）主要技術數據

（2）本工程采用淄博桑特動力設備股有限公司生產的3MW凝汽式汽輪機及配套發電機，主要技術數據見表3、4。

表3 凝汽式汽輪機（N3-3.43）主要技術數據

表4 發電機（QF-3-2）主要技術數據

4 工藝系統

4.1 煙氣系統

從焚燒爐引出的煙氣經閥門，一路直接進煙囪放散，以利于檢修；另一路進余熱鍋爐，經過過熱器爐膛，尾部受熱面，接至煙囪放散。

余熱鍋爐的煙氣管道采用架空敷設的方式，保溫材料采用硅酸鹽棉氈，外包鍍鋅鐵皮。為防止煙氣對管道沖刷的破壞，在管道的轉彎處采取防磨措施。

4.2 汽水系統

鍋爐給水進入大氣熱力式除氧器，通過鍋爐給水泵進入余熱鍋爐，經廢氣加熱后，產生飽和蒸汽。蒸汽經過過熱器減溫器后，產生穩定的過熱蒸汽進入汽輪機進氣口作功發電。剩余蒸汽進入凝汽器，經凝水泵抽出來，進入凝結水箱，再經給水泵進入除氧器，實現一個完整的熱力循環。

鍋爐給水包括補充除鹽水及凝結水，除鹽水由除鹽水站泵入鍋爐房中間水箱，然后送至鍋爐的除氧器除氧。

鍋爐主蒸汽管采用單母管制，主蒸汽由鍋爐集汽集箱電動閥引出，經蒸汽母管送至汽輪機。

4.3 軟化水系統

根據水源資料，綜合鍋爐水質和汽機用汽品質要求，本項目采用二級反滲透化學水處理系統。其工藝方案流程為：

水源來水→原水箱→原水泵→多介質過濾器活性碳過濾器→保安過濾器→高壓泵→一級反滲透裝置→高壓泵→二級反滲透裝置→純水箱→純水泵→用水點。

二級反滲透化學水系統設一套水質在線pH 值分析儀，對化學水的pH 值進行在線監測，并采用加氨的方法調節pH 值，以保證化學水質符合上表水質要求。

4.4 循環冷卻水系統

循環冷卻水系統工藝流程為：經冷卻塔冷卻后的水通過收集水盤自流至循環水泵吸水池，經循環水泵升壓后通過壓力管道送至凝汽器、輔機冷卻器，水攜帶熱量后再通過壓力管道送至冷卻塔冷卻，此后進行下一次循環。

循環水冷卻系統采用帶有機力通風冷卻塔的循環供水方案，不但能夠節約用地，還可減少用水量。

5 主廠房布置

主廠房為封閉式，抗震設防烈度為6度。

1×3MW余熱電站布置為：汽機房跨度15m、柱距6m、總長度18m。汽機主廠單層布置。頂部為鋼屋架、鋼檁條、鋼支撐。屋頂部設有自然通風機和采光板，用以滿足通風采光要求。屋架下弦標高為9.50m。屋架下設10/3t橋式起重機一臺，軌頂標高為8.00m。輔助跨跨度6m，總長度18m。單層布置：分別為0.00m層布置機爐高、低壓配電間、主控制室。操作間地面均做防靜電地板。

6 結 論

該化工企業焚燒爐余熱發電工程主要利用焚燒爐煙氣余熱，通過合理配置進行發電，有效節約了能源。整個工程投資造價較低，投資回收期較短，可使企業取得良好的經濟效益，還能有效降低企業用電所產生的高額費用。同時焚燒爐余熱發電工程又屬于環保型項目，無二次污染，具有良好的環境效益。