煙氣余熱利用的節能分析及計算方法

呂海生，耿文峰，席慶宇，李 強，郭 濤劉冠杰，江建忠，徐正泉，肖 平

(1.中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，北京 102209；2.華能白山煤矸石發電有限公司，北京 134700；3.北京市低質燃料高效清潔利用工程技術研究中心，北京 102209)

煙氣余熱利用的節能分析及計算方法

呂海生1，3，耿文峰2，席慶宇2，李 強1，3，郭 濤1，3劉冠杰1，3，江建忠1，3，徐正泉1，3，肖 平1，3

(1.中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，北京 102209；2.華能白山煤矸石發電有限公司，北京 134700；3.北京市低質燃料高效清潔利用工程技術研究中心，北京 102209)

響應國家節能減排政策，煙氣余熱利用技術應用發展迅速，利用方式及熱力系統大概分為三種，加熱凝結水、一二次冷風和熱網循環水，熱力系統的不同節能計算方法也不同，本文提出了各方式的節能收益計算方法。

節能分析；計算方法

0 引 言

隨著國家節能減排政策的深入實施，煙氣余熱利用項目廣泛開展，余熱利用方式多種多樣，包括加熱凝結水、一二次冷風和熱網循環水等，介質不同，各利用方式熱力系統也不同，取得的經濟效益計算方法值得比較研究。因此，本文研究的煙氣余熱利用節能分析及計算方法意義重大。

1 煙氣余熱利用節能分析及計算方法

已運行鍋爐機組實際排煙溫度往往高于設計值，新建機組排煙溫度設計值一般也高于130 ℃，因此，排煙余熱利用空間巨大。近年來，隨著煙氣余熱利用技術水平的提升，排煙溫度可以降低到90 ℃。煙氣余熱利用效益顯而易見，但必須保證煙氣余熱利用設備自身的可靠性，由此派生了多種熱力系統，具有代表性有三種：一、加熱凝結水的熱力系統；二、加熱一二次冷風的熱力系統；三、加熱熱網循環水的熱力系統。下面論述各熱力系統節能效果的計算方法。

1.1 加熱凝結水

圖1

首先，制定回熱系統熱力系統圖，分別計算各點焓值，比如#3加熱器排擠1 kg抽汽，則返回汽輪機的作功量等于：

(1)

簡化后：

(2)

(3)

(4)

熱耗率：q=dQ

(5)

式中:Nd為電功率；ηjx為機械效率；ηd為電機效率。

發電標準煤耗率：

(6)

式中:ηgd為管道效率；ηg為鍋爐效率。

1.2 加熱一二次冷風

加熱一二次冷風時，將煙氣余熱回收到了鍋爐內，因此衡量經濟效益的指標是鍋爐效率，鍋爐效率除按GB10184標準計算外，排煙溫度應以煙氣余熱利用設備出口的排煙溫度為準，即新排煙溫度txpy。

圖2

煙氣余熱利用后實際排煙溫度由原來的tpy變為新的排煙溫度txpy，排煙溫度降低后，鍋爐效率提高，鍋爐效率計算方法如下：

用反平衡法計算鍋爐效率，排煙損失：

(7)

當采用煙氣余熱利用技術后，利用txpy代替tpy計算q2，由此鍋爐效率提高，鍋爐效率ηg=1-q2-q3-q4-q5-q6-q7，最終經濟指標發電標準煤耗率計算方法為：

(8)

1.3 加熱熱網循環水

加熱熱網水有兩種情況，一種是煙氣余熱利用設備與熱網加熱器串聯，另一種是煙氣余熱利用設備與熱網加熱器并聯，加熱后的熱網循環水直接對外供熱。

第一種情況：排擠汽輪機3段或4段抽汽，相比加熱凝結水方案汽輪機作功增加，衡量經濟效益的計算方法為如2.1條所示的等效焓降法。

第二種情況：從熱側計算，即由熱價和對外供熱量計算經濟收益。從煤側計算，即由供熱煤率和標煤價計算經濟效益。

由煙氣余熱利用系統熱平衡計算可以得出熱網循環水吸熱量為Qrw(MW)，對外供熱熱價為Y(元/GJ)，供熱利用運行小時數為h(小時)，則經濟效益等于3.6QrwhY(元)。

2 結束語

(1)煙氣余熱利用方式有加熱凝結水、加熱一二次冷風和熱網循環水等，各利用方式的熱力系統不同，余熱利用經濟性也不同。

(2)文中提出了各熱力系統的余熱利用經濟性計算方法，加熱凝結水時采用等效焓降法計算，加熱一二次冷風時采用計算鍋爐效率和標準煤耗率的方法，加熱熱網循環水時存在兩種情況，排擠熱網加熱器抽汽時采用等效焓降法，直接對外供熱時，計算經濟效益有兩種方法，一是從煤側來計算，一是從熱側來計算。

(3)提出的計算方法適用于各種煙氣余熱利用技術的經濟效益計算。

Energy Saving Analysis and Calculation Method for Flue Gas Waste Heat Utilization

LV Hai-sheng1,3, GENG Wen-feng2, XI Qing-yu2, LI Qiang1,3, GUO Tao1,3,LIU Guan-jie1,3, JIANG Jian-zhong1,3, XU Zheng-liang1,3, XIAO Ping1,3

(1. Huaneng Clean Energy Research Institute, Beijing 102209, China;2. Huaneng Baishan Coal Gangue Power Generation Co. Ltd. Beijing 134700, China;3. Beijing Research Center of High Efficiency and Clean Utilization Engineering Technology for Low Quality Fuel, Beijing 102209, China.)

In response to the national energy-saving and emission reduction policies, The development is rapid of waste heat of flue gas utilization technology application, the thermodynamic system roughly divided into three kinds, which have kinds of heating condensation water, one or two cold wind and heat supply network circulating water, for different thermodynamic system energy saving calculation methods are different, this paper put forward the calculation method of energy-saving.

Energy saving analysis; Calculation method

2015-03-18

2015-04-10

呂海生(1979-)，內蒙古赤峰人，高級工程師，主要從事清潔煤發電、節能及污染物控制技術研究，本文章依托“復合相變換熱器技術開發及節能、節水系統應用設計研究”項目。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.05.010

TK229.3

B

1009-3230(2015)05-0027-03