锅炉烟气余热利用的改造

【摘要】锅炉烟气是一项很大的资源浪费，合理有效的利用这些废气，对于锅炉厂的发展是十分重要的。

【关键词】锅炉烟气；余热；利用

中图分类号： TK223 文献标识码： A 文章编号：

前言

现代社会，不断的提倡低碳节能，针对于锅炉厂的烟气余热如何变废为宝，是值得深思的问题，本文详细的介绍了余热利用系统，余热利用的途径，运行情况，以及需要注意的问题。

二、余热利用系统描述。

从电厂现场实际出发,决定采用在#3、#4锅炉空气预热器出口竖井烟道加装低温低压省煤器吸收锅炉排烟余热,作为家属区生活热水及采暖热水的热源的方案。 低温低压省煤器管排采用膜式对流受热面,分别在每台锅炉的4个竖井烟道内安装横向33/32排、纵向32排膜式管排,分别由4个入口联箱引入和4个出口联箱引出,出、入口联箱布置炉墙外。为保证余热回收器入口工质温度达到95,在余热回收系统中,加装热水再循环系统。锅炉排烟余热回收利用系统与电厂原有的抽汽供热系统呈并联排布。余热回收系统出口的水经混合器流入供水母管给电厂家属区供热,回水经回水母管流入升压泵,经升压泵升压后流入各台炉余热回收系统的分管至余热回收器,重新加热。布置图如图1所示。 该方案可实现与原热网切换,并随改造逐步实施,将完全取代原热网,增设设备较少,投资也小,而且余热回收系统的运行操作和监视相对简单,对整个机组的稳定运行没有影响,同时也可达到降低排烟温度的目的。

三、烟气余热利用途径

烟气余热利用的途径从被加热介质的不同大体可分为预热并干燥燃料、加热凝结水、热网水等以余热利用装置布置位置不同分为锅炉省煤器后部、空气预热器后部、除尘器后部及脱硫吸收塔前部就烟气余热的换热方式不同可分为直接换热和间接换热即利用烟气直接与需吸热介质接触或以中间介质为热媒由中间介质吸收烟气余热再将热量释放给需吸热的介质。

1、 预热并干燥燃料。随着内蒙、东北等地相继开发出大规模褐煤煤矿高水分褐煤的预干燥是目前正在研究的新课题干燥工艺有很多其中利用烟气余热干燥褐煤的部分外在水分是一种思路。核心设备干燥机滚筒是略带倾斜并能回转的圆筒体湿物料从一端上部进入干物料从另一端下部收集。150℃以上的热烟气从进料端或出料端进入从另一端上部排出。固体物料在滚筒中停留时间大约12 min14 min出口烟气温度降到约120℃左右。

2、 加热热网水。设置防腐蚀的管式换热器加热厂房或厂区水暖系统的热网循环水以替代或部分替代常规热网加热器节省热网加热器的蒸汽耗量增加发电量。在汽机进汽量一定的前提下减少汽机5段抽汽量汽机热耗略有增加发电量增多最终节能情况需根据实际工程的煤、电价详细核算。

3、利用烟气余热来加热汽机会热系统的凝结水，减少汽机抽汽量，降低煤耗，提高全厂热效率。

四、烟气余热利用的运行情况。

众所周知，利用各种废气的显热和废弃物焚烧后余热为热源的锅炉称为余热锅炉，又称废热锅炉。因此，国家提倡大力发展余热利用，节能减排，对保护能源，提高人类生存环境的质量都起到积极的作用。在余热锅炉设计中，如何合理的划分温度区段，是合理布置余热锅炉受热面，以及最大限度利用余热的基础。在给定余热锅炉入口烟温条件下，对排烟温度的要求有两种情况，一种是限制排烟温度，要求排烟温度在合理的范围内;另一种是不限制排烟温度，要求最大限度的利用余热。

无论哪种情况，对于中，低温余热利用而言，窄点温差直接影响着余热锅炉的蒸发量以及受热面的布置。窄点温差也称节点温差，是换热过程中蒸发器出口烟气和被加热的饱和水汽之间的最小温差。随着窄点温差的变化，余热锅炉的相对换热总面积，相对蒸发量，相对排烟温度也随之发生变化。

当窄点温差减小时，余热锅炉的排烟温度会下降，烟气余热回收量会增加，蒸汽产量也会随之增加，即对应着高的余热锅炉热效率，但平均传热温差会随之减小，必将增加余热锅炉的换热面积，制造成本增加，因此，在选择窄点温差时，应注意经济技术比较的合理性。由于排烟温度受传热，环境，用户等种种条件的限制，在锅炉蒸发量的计算过程中，有两种计算蒸发量方法，即按排烟温度计算蒸发量和按窄点计算蒸发量。

按窄点计算蒸发量就是选用经济条件下的最小窄点温差，其得出的蒸发量是锅炉经济条件下的最大蒸发量，由此得出排烟温度是经济条件下的最低排烟温度，因此，利用窄点计算锅炉蒸发量和排烟温度是比较可靠的，比较准确的，最经济的。当窄点温差减小时，由于余热锅炉换热面积的增加幅度较大，锅炉的投资费用就会增大很多;但当窄点温差取的比设计点值大时，总投资费用和单位热回收费用的减小程度却要缓和一些。

从投资费用以及余热利用效率最佳的角度考虑，必然存在一个如何合理的选择余热锅炉窄点温差的问题，窄点温差是确定余热锅炉换热面积，蒸发量，排烟温度的重要依据。为此，我们在设计余热锅炉时首要就要考虑窄点温差，确定合理窄点温差，是保证经济技术比较合理的前提，目前，窄点温差的一般范围为10～20℃，最低可达7℃。

经济指标和效益分析。安装烟气余热利用装置后在没有增加锅炉燃料的前提下使得电厂循环的吸热量增大提高了循环效率。当然把烟气余热输入回热系统中会排挤部分抽汽导致汽轮机循环热效率的降低但是由于循环吸热量增加带来的电厂循环效率增加值比排挤抽汽导致的汽轮机循环效率降低值大得多所以电厂的经济性会增大。因此采用烟气余热利用装置后回热抽汽量减少相应于每公斤煤的汽轮机发电量增加或者说汽轮机的汽耗率降低所以机组发电煤耗率降低采用等效热降法进行热经济性分析。将烟气余热利用装置回收的排烟余热作为纯热量输入系统而锅炉的有效热量不变锅炉的经济效益计算结果不变。

五、针对改造加装烟气余热利用装置应注意以下问题

烟气余热利用装置的磨损问题。本次改造采用较低平均烟速磨损速度则按 3.3次方关系迅速降低；采用大管径厚壁管由于磨损速度反比于管径的一次方加之壁厚增大可有效降低磨损；将烟气余热利用装置设置在静电除尘器前的垂直烟道烟气冲刷方向为自下而上与灰粒的沉降方向相反灰粒动能降低磨损减轻。

烟气余热利用装置的腐蚀问题本改造项目防止低温腐蚀的解决方法就是控制壁温烟气余热利用装置的进水温度可在80℃100.0℃之间调节相应最低管子壁温处于95℃125℃范围。这个范围可确保最低壁温仍略高于烟气露点94.3不发生低温腐蚀。当然也可选择抗腐蚀材料。

引风机的出力问题加装低压省煤器会增加烟道阻力所以加装前一定要核算引风机余量并确定最大允许的阻力增加值。

4、保证除尘器安全运行

通常在烟气进入电除尘器之前先要进行烟气冷却，但要使温度保持在露点温度以上10 ℃～20 ℃以上作为安全裕量，以避免冷凝结露，发生糊板、腐蚀和破坏绝缘。改造后，进入电除尘器的烟气温度降低，会有利于发挥电除尘器的效果。为了保证电除尘器安全运行，只要控制电除尘器的出口烟气温度高于烟气酸露点即可。改造后，能够达到上述要求，除尘器运行是安全的。

5、换热器受热面需要吹灰

积灰使换热器受热面的吸热能力降低，影响改造节能效果。因此，必须保持受热面清洁，对受热面进行定期吹灰。针对尾部低温受热面特点，用压缩空气式激波吹灰器或声波吹灰器为最佳选择。

6、补水管路压降需要考虑

此利用余热回收装置对锅炉改造后，由于“冷凝段”阻力很小，利用原来清水泵就能满足需要，不需增加水泵。

7、考虑对除氧器水位影响

除盐水通过一个并联管路进入“放热段”后与主管路汇合，然后进入除氧器，所以基本不会对除氧器水位造成不利影响。

结束

节约能源是不落后的话题，锅炉工厂烟气排放，损失的大量热能，若能合理利用，可以转换成电能，节约了锅炉厂的成本开销，同时也减少了热排放，减轻了对环境的影响。这就是经济建设的同时也不忘环境保护，构建繁荣绿色的和谐社会。

【参考文献】

[1]李戈;超细煤粉再燃机理及细粉分离技术研究[D];浙江大学;2003年

[2]张肃贞;沈阳站为设备“体检”[N];石油管道报;2009年

[3]赵华;不安全的产量 我们不要[N];中华合作时报;2010年

[4]赖作通;;热电优化的探讨[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年