鍋爐煙氣余熱的回收利用

蔡新桃 渠懷迪

【摘 要】論文介紹了煙氣露點(diǎn)的計(jì)算方法，指出了計(jì)算酸露點(diǎn)時(shí)容易出現(xiàn)的問題。介紹了幾種常用的低溫省煤器，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，對(duì)低溫省煤器的節(jié)能量和節(jié)煤量進(jìn)行了計(jì)算，得出了低溫省煤器是值得推廣的新技術(shù)的結(jié)論，具有好的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。

【Abstract】This paper introduces the calculation method of dew point of flue gas， and points out the problems that are easy to occur when calculating acid dew point. This paper introduces several commonly used low-temperature economizers， calculates the energy saving and coal saving of low-temperature economizer in combination with practical engineering application， and draws the conclusion that low-temperature economizer is a new technology worth popularizing， and low-temperature economizer has good development prospects and application value.

【關(guān)鍵詞】低溫省煤器;酸露點(diǎn);節(jié)能量

【Keywords】 low-temperature economizer; acid dew point; amount of energy saving

【中圖分類號(hào)】TK223? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0186-02

1 引言

熱電聯(lián)產(chǎn)是重要的節(jié)能措施，但同時(shí)也是能源消耗大戶。熱電站中能源消耗的主要設(shè)備為鍋爐，目前鍋爐熱效率已經(jīng)由70%提高至90%，為節(jié)能減排做出了重要貢獻(xiàn)。鍋爐熱損耗包含五個(gè)方面：55%的排煙損失、不足1%的化學(xué)未完全燃燒損失、30%的機(jī)械未完全燃燒損失、5%的散熱損失和10%的灰渣熱損失。由此可知，排煙損失是鍋爐熱損失最大的部分。根據(jù)計(jì)算，若將排煙溫度每降低15℃，鍋爐熱效率可提高1%，對(duì)節(jié)能環(huán)保非常有利。

2 排煙溫度降低的受限因素

燃料中硫經(jīng)過燃燒生成SO2和SO3，SO3與水蒸氣結(jié)合形成硫酸蒸汽。若排煙溫度過低，當(dāng)鍋爐尾部受熱面的金屬壁面溫度低于酸露點(diǎn)，形成低溫腐蝕，腐蝕鋼材、損壞設(shè)備，且使受熱面外表潮濕，加劇粉塵在受熱面上的黏附和堵塞。故在進(jìn)行煙氣余熱利用裝置選型時(shí)，應(yīng)先考慮低溫腐蝕問題。

3 煙氣酸露點(diǎn)溫度計(jì)算

據(jù)馮俊凱主編的《鍋爐原理及計(jì)算》中的推薦公式[1]，煙氣露點(diǎn)計(jì)算公式如下：

4 目前常用的低溫省煤器

目前，常用的低溫省煤器有四種。直接管式換熱器，是將部分主凝結(jié)水送到鍋爐尾部的管式換熱器，凝結(jié)水在換熱器內(nèi)吸收熱量，降低煙氣溫度，凝結(jié)水自身被加熱后返回低加系統(tǒng)。熱管換熱器，在相對(duì)獨(dú)立的單根密閉構(gòu)件內(nèi)，利用相變工質(zhì)汽化潛熱傳遞熱量。相變換熱器，在多根并聯(lián)的密閉管排束構(gòu)件內(nèi)，利用相變工質(zhì)汽化潛熱傳遞熱量。間接管式換熱器，是將除鹽水送到鍋爐尾部的換熱器，水在換熱器內(nèi)吸收熱量，降低煙氣溫度，水自身被加熱升溫。

5 實(shí)際工程應(yīng)用

在總承包工程《上海太平洋化工（集團(tuán)）淮安元明粉公司能量系統(tǒng)優(yōu)化技改項(xiàng)目》中應(yīng)用了低溫省煤器。該項(xiàng)目選用的是間接管式換熱器。

項(xiàng)目規(guī)模：1×75t/h CFB+ B7-3.43/0.49型汽輪發(fā)電機(jī)組。鍋爐主要參數(shù)：額定蒸發(fā)量為75t/h;蒸汽出口壓力為3.82MPa（g），出口溫度為450℃;給水溫度為130℃;一次熱風(fēng)溫為150℃;二次熱風(fēng)溫為150℃;排煙溫度為140℃。

本工程煙氣處理工藝包括：SNCR脫硝系統(tǒng)+布袋除塵器+引風(fēng)機(jī)增壓+低溫省煤器+雙堿法濕法脫硫裝置，濕法脫硫塔后出口煙溫為50℃。低溫省煤器選型：煙氣流量Q1=16萬m3/h，進(jìn)口煙溫t1=135℃，出口煙溫t1=95℃，給水流量Q2=65t/h。

本工程設(shè)計(jì)煤種元素分析如下：Car 57.51%，Har3.41%，

Oar6.68%，Nar 1.0%，Sar 1.02%，Aar 21.38%，Mar9.0%，Qnet，ar=21685kJ/kg。

根據(jù)上述酸露點(diǎn)計(jì)算公式，計(jì)算得出煙氣露點(diǎn)：tld=94.43℃。

根據(jù)熱力計(jì)算得到鍋爐在額定負(fù)荷下的煙氣量為103659Nm3/h，140℃時(shí)的煙氣體積為156817m3/h。

考慮安全裕量，應(yīng)確保鍋爐尾部換熱器的最低壁溫不低于95℃（本工程選取的酸露點(diǎn)偏低，應(yīng)取100℃）。

本工程中煙氣中可回收的熱量具體計(jì)算詳見下表1。

回收煙氣中熱值需增加的多消耗功率詳見表2。

實(shí)際回收能量及折算標(biāo)煤量詳見表3。

6 計(jì)算中應(yīng)注意的問題

很多改造項(xiàng)目常把低溫省煤器布置在引風(fēng)機(jī)出口和脫硫塔之前，原因如下：第一，此處空曠，易施工，可和脫硫系統(tǒng)一起改造;第二，煙氣中含塵量少，可減少吹灰次數(shù)，提高換熱器換熱效率[2]。實(shí)際煙氣經(jīng)過布袋除塵器后，飛灰量一般為30mg/Nm3（可認(rèn)為是0），但在計(jì)算煙氣露點(diǎn)時(shí)，飛灰系數(shù)還是按照鍋爐廠提供的0.6選取，會(huì)使計(jì)算出的酸露點(diǎn)偏低2.5℃。

引風(fēng)機(jī)出口煙氣壓為正值，按脫硫塔阻力1500Pa考慮，引風(fēng)機(jī)出口壓力約2500Pa（含煙道、脫硫塔、低溫省煤器阻力等），若煙氣壓力按大氣壓取值，會(huì)導(dǎo)致酸露點(diǎn)偏低0.5℃。

上述兩種情況會(huì)導(dǎo)致計(jì)算得到的酸露點(diǎn)低于實(shí)際的酸露點(diǎn)溫度，造成低溫省煤器的腐蝕，在計(jì)算時(shí)應(yīng)注意。

7 結(jié)語

低溫省煤器可用于加熱電廠的補(bǔ)充水，還可用于空氣預(yù)熱和凝結(jié)水的加熱，可用于北方地區(qū)采暖供熱及全廠生活熱水供應(yīng)等多種用途。綜上所述，低溫省煤器的節(jié)能量非常可觀，節(jié)能效果顯著，是值得大力推廣的新技術(shù)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】蔣明慶.銅冶煉廠鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)研究[J].世界有色金屬，2018（10）：22+24.

【2】王昊.燃煤電廠煙氣低溫余熱回收利用研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（15）：213-214.