低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)中的實踐研究

摘要：熱電聯(lián)產(chǎn)如今在我國得到了前所未有的發(fā)展，但是隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及各種問題的出現(xiàn)，熱電聯(lián)產(chǎn)也迎來了很多發(fā)展中的難題。如何將低溫省煤器合理地運(yùn)用到熱電聯(lián)產(chǎn)中去，是十分有研究意義的問題。文章分析了低溫省煤器發(fā)展的背景，在熱電聯(lián)產(chǎn)中的優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)特點以及大致的應(yīng)用流程，為低溫省煤器更好地運(yùn)用到熱電聯(lián)產(chǎn)中提供了參考。

關(guān)鍵詞：低溫省煤器；熱電聯(lián)產(chǎn)；熱能；電能；節(jié)能環(huán)保 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ083 文章編號：1009-2374（2017）11-0147-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.075

熱電聯(lián)產(chǎn)主要是利用熱能以及電能聯(lián)合生產(chǎn)的一種生產(chǎn)方式，能夠高效地利用能源。低溫省煤器運(yùn)用到熱電聯(lián)產(chǎn)中去可以在節(jié)約能源的基礎(chǔ)上，做到保護(hù)環(huán)境，更加合理地利用熱平衡來解決排煙溫度過高的問題。這項新的技術(shù)成為近幾年來發(fā)電廠為降低鍋爐排煙溫度而使用的一項熱門技術(shù)。

1 低溫省煤器簡介

1.1 低溫省煤器的概念

低溫省煤器就是為了降低排煙溫度，增加電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益而在鍋爐尾部加裝的省煤器，這種省煤器采用更低的溫度冷卻介質(zhì)，因此在后來的發(fā)展中被稱為低溫省煤器。低溫省煤器的工作理念運(yùn)用的是：利用低溫省煤器在凝結(jié)水中吸收排出的煙氣的熱量，這樣在煙氣被吸收之后溫度就會降低。在自身被加熱之后，溫度升高了就會又返回低壓加熱器系統(tǒng)，這樣就可以代替部分低壓加熱器的作用了。這樣的工作理念不僅可以最大程度地降低機(jī)器組件的消耗，而且通過脫硫塔時溫度會下降，可以大量節(jié)約脫硫水的消耗量。

1.2 低溫省煤器的分類

按照材料分類：（1）鋼管式省煤器。這種省煤器強(qiáng)度高、承受沖擊大、工作可靠，具有良好的傳熱效果以及耐腐蝕等特點，而且價格低廉，性價比極高；（2）鑄鐵式省煤器。這種省煤器應(yīng)用范圍比較局限，主要應(yīng)用在小容量的工業(yè)鍋爐中。這種省煤器自身的體積方面也存在很多局限，重量以及體積都很大，而且管壁也比較厚。

按出口參數(shù)分類：（1）沸騰式省煤器。這是指出口水溫達(dá)到飽和溫度，為了防止溫度過低引起燃燒不穩(wěn)定以及煙氣過低等現(xiàn)象出現(xiàn)，就把利用省煤器進(jìn)行一部分水的蒸發(fā)；（2）非沸騰式省煤器。出口的水溫一般低于壓力下的飽和溫度，隨著鍋爐壓力的提高，所需要的熱量就會增多，因此就要把部分的加熱過程轉(zhuǎn)移到爐膛的出口進(jìn)行。

按結(jié)構(gòu)形式分類，主要分為光管式、膜片管式、螺旋助片管式等。

按照管子的排列方式分類，分為蛇形管錯排列、蛇形管順排列。

2 低溫省煤器的作用與優(yōu)勢

2.1 作用

2.1.1 有效降低排煙溫度，能夠降低30℃～70℃的排煙溫度，發(fā)揮能量的最大利用效率，從而實現(xiàn)節(jié)能，降低經(jīng)濟(jì)支出。

2.1.2 降低脫硫系統(tǒng)的水耗，在加裝了低溫省煤器之后，脫硫系統(tǒng)的排煙溫度就可以大大降低。

2.1.3 在選用冷卻介質(zhì)方面，使用凝結(jié)水，這樣就降低了煤炭的使用量，節(jié)約了能源，同時也減少了污染物的排放，減輕對環(huán)境的破壞。

2.1.4 降低了排煙溫度，有利于提高鍋爐的穩(wěn)定性，拓寬煙種的適應(yīng)范圍，熱能的供應(yīng)也能持久高效。

2.2 優(yōu)勢

2.2.1 低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)中用熱網(wǎng)循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，這樣就可以減少或者避免產(chǎn)生低溫抽氣的現(xiàn)象。

2.2.2 由于熱網(wǎng)的循環(huán)水量很大，所以產(chǎn)生的溫度計就會降低，這樣就可以把排煙溫度降低，有效地利用節(jié)能環(huán)境，提高節(jié)能的效果。

2.2.3 有的鍋爐排煙溫度過于高，因此可以使用凝結(jié)水作為冷卻介質(zhì)的低溫省煤器，這樣就能夠節(jié)省能耗，便于重復(fù)利用。

3 我國熱電聯(lián)產(chǎn)中供熱發(fā)展面臨的問題

3.1 體制障礙

由于熱電聯(lián)產(chǎn)與企業(yè)以及人們的社會生活息息相關(guān)，所以必須要加快推動熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展。

3.1.1 必須要規(guī)范能源價格政策，使政策與市場向適應(yīng)。目前我國的煤炭價格隨著市場的變化而不斷變化，變動狀況與市場基本吻合。但是電力價格與熱能供應(yīng)的價格確實不隨市場變化而發(fā)生改變的，都是通過政府部門制定價格。特別是最近幾年煤炭價格迎來了大幅的增長，但是電力的價格和熱能的價格增長幅度卻很小，因此電力供應(yīng)企業(yè)以及熱能供應(yīng)企業(yè)面臨著十分嚴(yán)峻的生存環(huán)境。

3.1.2 供熱體制需要進(jìn)一步得到改善。集中供熱節(jié)能的方式不僅節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境，而且可以節(jié)約居民的經(jīng)濟(jì)支出，但是在我國的大部分地區(qū)仍然遵循按照面積收取費(fèi)用的收費(fèi)制度。這樣集中供熱帶來節(jié)能的效應(yīng)就得不到充分的發(fā)揮，對于熱電聯(lián)產(chǎn)來說，增加了經(jīng)費(fèi)的支出，不利于推進(jìn)節(jié)能減排，發(fā)展綠色生產(chǎn)。

3.1.3 存在發(fā)電并網(wǎng)的缺陷，發(fā)電并網(wǎng)障礙的存在對于熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)生了極大的障礙。

3.2 政策障礙

缺乏財政方面的有力政策以及項目的運(yùn)行監(jiān)督，同時對于不同性質(zhì)的電缺乏正確的理解。

3.2.1 目前我國在發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)方面缺乏積極有利的財政政策，得不到資金的支持，不能為熱電聯(lián)產(chǎn)提供豐厚的保障。

3.2.2 缺少對于熱電聯(lián)產(chǎn)項目的監(jiān)督。在新型的熱電聯(lián)產(chǎn)項目實施的過程中，政府部門都會注重加大反饋的力度，但是在監(jiān)督方面仍然是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。很多公司是以熱電聯(lián)產(chǎn)的名義通過了審核，但是在之后的運(yùn)行中確實以火電廠的方式來運(yùn)行的，這與政府部門的監(jiān)督不力存在很大關(guān)系。

3.2.3 很多企業(yè)由于壓力大小的問題熱電機(jī)組很難通過審核，所以很多能效高但是壓力大的企業(yè)很難通過審核。

3.3 資金壓力

熱電聯(lián)產(chǎn)需要充足的資金支持。我國在熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱中存在嚴(yán)重的資金不足的現(xiàn)象，所以必須準(zhǔn)備充足的資金或者節(jié)約能耗。

3.3.1 很多通過審核的項目或者企業(yè)由于缺乏資金，所以影響了項目的正常進(jìn)行。

3.3.2 在已經(jīng)實行的熱電聯(lián)產(chǎn)項目中，存在著很多熱網(wǎng)損失過大的缺陷，對于節(jié)能效果來說具有不利的影響，也造成了熱能的浪費(fèi)。在節(jié)能效果上也缺乏足夠的資金來源，使節(jié)能效果得不到最大的發(fā)揮。

在許多城市以及城鎮(zhèn)，由于工業(yè)用熱以及居民用熱的需求量很大，存在著不確定性，這就讓很多投資商望而卻步。

3.4 技術(shù)障礙

我國在利用低溫省煤器發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)方面仍然需要借鑒發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗，吸收先進(jìn)的技術(shù)以及設(shè)備來推動我國的熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)展。

4 低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用

4.1 低溫省煤器的安裝位置

由于低溫省煤器需要占用較大的位置來面對傳熱溫差低的現(xiàn)象，所以安裝的位置必須充分考慮低溫省煤器出口處煙氣的排放溫度，避免造成對煙道設(shè)備的腐蝕。目前國內(nèi)普遍使用兩種布置方式：

4.1.1 低溫省煤器布置在除塵器的進(jìn)口。這樣布置的優(yōu)點是能夠提高電器除塵器的除塵效率，最明顯的好處就是節(jié)省了用電，減少了煙道、引風(fēng)機(jī)等的容量，有力地節(jié)約了用電。最大的風(fēng)險就是容易受到腐蝕，除塵器、引風(fēng)機(jī)等容易受到酸的腐蝕受到損壞。

4.1.2 安裝在靠近脫硫系統(tǒng)吸收塔入口處。這樣安裝布置的優(yōu)點也是十分明顯的：大大縮短了低溫省煤器出口煙道的距離，只需要考慮選取優(yōu)良的材質(zhì)并且對吸收塔和煙道之間做好防腐蝕的工作即可。除此之外，管道位于低塵區(qū)，不容易受到灰塵的堆積，因此就大大減少了磨損，延長了使用壽命。缺點是：運(yùn)行效率的增加與煙氣溫度不相適應(yīng)，這樣就減少了引風(fēng)機(jī)與增壓風(fēng)機(jī)功率，降低煙氣溫度的凝結(jié)水的管道變長，需要克服極大的阻力才能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行，增加了對電力的消耗。

4.2 拓寬節(jié)能方式

4.2.1 通過回收熱量來節(jié)約能量在低溫省煤器中，熱網(wǎng)循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)，不會產(chǎn)生排擠油氣的現(xiàn)象，而且得到的熱量能夠被熱網(wǎng)全部利用，所以要通過改善熱網(wǎng)介質(zhì)以及縮短管道等方式來節(jié)約熱量。

4.2.2 減少脫硫系統(tǒng)的水量消耗。利用熱網(wǎng)進(jìn)行水循環(huán)的過程中，需要用到大量的水作為原料。所以可以通過降低吸收塔的溫度來減少水量的蒸發(fā)。牡丹江熱電有限公司在2015年對脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了合理的改造，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益，他們使用了三臺由哈爾濱鍋爐制造有限公司生產(chǎn)的大型高溫高壓煤粉鍋爐，三個鍋爐被遺棄并入了一個脫硫塔之中。這樣就大大減少了能耗，同時也減少了污染物的排放。為了推進(jìn)節(jié)能減排，還降低了吸收塔入口處煙氣的溫度，根據(jù)調(diào)查得出，他們每年實行6個月左右的低溫省煤器進(jìn)行采暖。

4.3 在設(shè)計運(yùn)行中做好防腐工作

煙道的腐蝕會大大降低低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)中的工作效率，因此必須在設(shè)計中做好對煙道的防腐工作，可以把排煙溫度降到80℃甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于80℃，這樣出煙口就會位于低溫區(qū)，防止了煙道的腐蝕，也可以采用一些先進(jìn)的防腐工具，徹底杜絕腐蝕造成的能耗損失。

4.4 全面考慮低溫省煤器的約束條件

4.4.1 煙氣的流速：低溫省煤器的平均流速相對不穩(wěn)定，受到管道磨損的影響，同時也受到管道堵灰的制約。

4.4.2 出口凝結(jié)水的溫度：凝結(jié)水的溫度絕對不可以高于入口的煙道溫度。當(dāng)達(dá)到或者接近的時候，就會容易產(chǎn)生水沖擊事故，所以必須要低于煙道的溫度。

4.4.3 返回點的位置：返回點的位置不能夠大于刺激加熱器的出口水焓，最遠(yuǎn)點也要以除氧器作為界限。

4.4.4 最低的管壁溫度：最低的管壁溫度也要合適，防止因為低溫而產(chǎn)生管壁的腐蝕，最低的溫度與進(jìn)口的水溫相接近最為適宜。

4.5 做好低溫省煤器的節(jié)能工作

低溫省煤器在使用的時候多使用串聯(lián)的方式來減少能耗，實現(xiàn)節(jié)能的效果。根據(jù)研究表明，在水側(cè)上是用并聯(lián)方式可以有效地減少能耗，對低溫省煤器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計可以為供電以及供熱的企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)收益，同時從社會層面上來講，能夠節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境。

4.6 提供技術(shù)以及資金保障

為了能夠讓低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)中發(fā)揮最大的作用，必須要提供足夠的資金保障。國家要頒布有力的財政政策，為企業(yè)法發(fā)展解決后顧之憂。同時也應(yīng)該減少價格的干預(yù)，使電價與市場經(jīng)濟(jì)相適應(yīng)，避免給企業(yè)造成極大的損失。技術(shù)上應(yīng)該多向西方先進(jìn)國家學(xué)習(xí)，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備以及技術(shù)經(jīng)驗。

5 結(jié)語

低溫省煤器在熱電聯(lián)產(chǎn)中的發(fā)展具有良好的前景，不管是對于企業(yè)的生存還是居民的經(jīng)濟(jì)支出方面，都具有很大的影響。所以必須總結(jié)經(jīng)驗，根據(jù)低溫省煤器自身的特點，選擇合適的設(shè)備，優(yōu)化熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，提高資源的利用效率，節(jié)省資源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)的支出。同時也是順應(yīng)時代發(fā)展的要求，與發(fā)達(dá)國家縮小差距的必然之路。必須結(jié)合自身的實際情況借鑒先進(jìn)的經(jīng)驗引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)備，提高我國熱電聯(lián)產(chǎn)的工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉鶴忠，連正權(quán).低溫省煤器在火力發(fā)電廠中的運(yùn)用探討[J].電力勘測設(shè)計，2010，（4）.

作者簡介：張沁慧（1983-），女，安徽霍山人，合肥水泥研究設(shè)計院工程師，研究方向：水泥生產(chǎn)線配套余熱發(fā)電。

（責(zé)任編輯：王 波）