電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優化方案探討

趙萬里

（天津華電福源熱電有限公司，天津 301700）

電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優化方案探討

趙萬里

（天津華電福源熱電有限公司，天津 301700）

隨著我國科技的發展和進步，礦石能源的開采量也逐漸增多。我國大多數城市用電皆以電站的煤炭燃燒為主要途徑，其發電所用的主要工具為鍋爐。電站鍋爐的排煙溫度限制在 100℃至140 ℃，與之相隨是鍋爐熱量的大幅度損耗。據相關調查顯示，大型電站鍋爐的余熱消耗量可占輸入燃料產生熱量的十分之一。所以，電站鍋爐余深度利用以及尾部受熱面的回收和開發也成為大眾熱議的話題。本篇文章即圍繞上述主題進行詳細的介紹。

電站鍋爐；尾部受熱面；綜合優化；余熱利用

依據我國現階段電站的普及情況而言，電站的發電機組成為國民用電基礎性的發電設施，為社會提供巨大的電量，為國民經濟快速的發展提供了有力動力保障。針對電站鍋爐煙氣余熱的流失，電站內部最廣泛的改進方法就是在鍋爐空氣預熱器出口尾部的煙氣通道內安裝“低溫省煤器”，簡稱換熱器。電站鍋爐余熱綜合優化的方案就是在原有鍋爐內部常規性的回轉式空氣預熱器后，另添加一個前置式空氣預熱器，其主要功能是降溫后，促使空氣遇冷凝結成水滴，降低空氣預熱過程中換熱溫差，實現好效率的節能減排。

1 電站鍋爐余熱的優化利用

1.1 常規電站鍋爐余熱利用系統存在的問題

電站鍋爐在使用的過程中會產生熱量，一部分熱量被加以利用，另一部分熱量則在機械運轉的過程中流失。常規大型電站的鍋爐余熱利用系統普遍存在兩個主要缺陷，首先一點指的是電站鍋爐余熱利用系統中未將燃料的廢棄煙氣經過高加工、精處理就將其從空氣預熱器出口中排出，導致煙味濃重、品味差、環境污染大、水溫受約束力松弛、節能效果不佳。其次一點指電站鍋爐空氣預熱器出口處設備缺陷。進入鍋爐空氣預熱器的外部溫度低于鍋爐合理使用的溫度，從而導致空氣預熱器傳熱效果不佳，熱量消耗量大，煙氣濃重。

1.2 新型電站鍋爐余熱利用綜合優化系統

新型電站鍋爐余熱利用的綜合優化系統主旨是在鍋爐的空氣預熱器前端安裝低溫的空氣預熱器，并在空氣預熱器之間安裝低溫省煤器，促使在省煤器的作用下將煙氣加熱凝結成水，節省高級汽輪機工作時長，提高汽輪機組的利用效率。除此之外，電站鍋爐余熱優化系統充分利用機器控制鍋爐內部兩級空氣加熱系統中空氣的吸熱比例，從而進一步的提高低溫省煤器入口處煙氣的溫度，節省更高壓力級別的回熱抽汽，提高電站的工作效率，節能潛力巨大。與此同時，新型電站鍋爐余熱利用的綜合優化系統將煙氣分級加熱成空氣，從而大幅度降低煙氣與空氣之間的換熱溫差，降低了空氣預熱器的傳熱損失。在低溫省煤器吸收煙氣放熱量相等的條件下，新型余熱利用優化系統與常規余熱利用系統在熱力學性能和經濟性上的對比上擁有較強的優越性和實用性。

2 電站鍋爐尾部受熱面的綜合優化

隨著國際上一次性能源的稀缺、價格的不斷上漲，我國針對這一現狀將“節能減排”政策的實施提上章程。因此，電站鍋爐尾部煙氣余熱的綜合利用也受到重視，電站鍋爐尾部的熱量消耗也是不容忽視的一點。電站鍋爐尾部余熱的優化利用采用以熱力學為基礎，采用熱功轉換的方法原理，充分考慮工設備的質量，以研究熱工轉換和大幅度提高熱力能量的利用為目的的“等效焓降法”。等效焓降法能夠增加發電功率，使汽輪機效率得以提高。在新型余熱利用的優化系統中，系統的、全面的、多方位的對鍋爐尾部余熱受熱面進行探討，將鍋爐尾部的排放煙氣、外部空氣和水滴三者促成一種融匯貫通的關系，使鍋爐尾部的煙氣熱量得到充分的利用，提高資源的利用效率。

3 余熱優化利用的實際應用

在冬季，我國北方的大部分地區最低溫度可達零下30度左右，因此，電站鍋爐余熱深度利用和尾部受熱面綜合優化被凸顯的尤為重要。

在鍋爐的使用過程中，由于外部環境的物理性溫度過低、空氣過冷，從而導致鍋爐的預熱系統在處理冷空氣時引發預熱器的堵塞和腐蝕，造成機器運轉緩慢，危害設備的安全運行，影響鍋爐設備的使用壽命。為了解決冬季空氣溫度過低的問題，北方的電站鍋爐一般會設置暖風機等一系列機組設備，既保證在外部環境溫度低的情況，加以利用的空氣依舊符合預熱器的合理使用水平，也延長機組的使用壽命，維護設備安全，優化余熱利用系統。促使空氣能夠維持在穩定的溫度范圍內，達到節能可利用的效果，提高工作效率。

4 結束語

“低耗節能、循環利用”是新形勢下我國倡導綠色資源合理利用的口號。因此，如何在當前機組水平情況普遍較好的態勢下，進一步提高機組工作的效率水平和降低煤耗，對于全國電力工業的節能減排戰略意義重大。新型電站鍋爐余熱的深度利用和尾部受熱面綜合優化方案的實施不僅降低熱量在空氣預熱器中傳熱的損失，低溫腐蝕問題也得到大幅度的緩解，而且提高鍋爐的利用效率、降低電廠煤炭的消耗量，提升電廠的經濟效益和環境效益。

［1］龍輝，嚴舒，王盾.超臨界機組設計技術集成化發展探討［J］.電力建設，2011，32（02）：71-75.

［2］劉鶴忠，連正權.低溫省煤器在火力發電廠中的運用探討［J］.電力勘探設計，2010，8（04）：32-38.

［3］徐鋼，許誠，楊勇平，黃圣偉，張鍇.電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優化［J］.中國電機工程學報，2013（05）：1-8.

［4］劉強，段遠源.超臨界600MW火電機組熱力系統的火用分析［J］.中國電機工程學報，2011，32（32）：8-12.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.043