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燃煤电站锅炉烟气余热利用问题探究

发布日期:2017-02-18 16:08

北极星节能环保网讯:能源作为人类社会赖以生存和发展的物质基础,一直被世界各国高度重视,我国也不例外,特别在当前新的历史发展时期,为加快我国生态文明建设的步伐,节能减排是建立资源节约型、环境友好型社会的必然选择。
 
余热利用
 
燃煤电站是转换清洁能源的大户,其中电站锅炉的首要任务是高效和最大限度利用和转换能源,由于锅炉烟气余热占锅炉热量比重较大,烟气余热的有效合理利用是目前火电机组节能降耗的有效手段,对于提高机组效率、降低煤耗、节能减排有着积极的作用。
 
烟气余热利用现状
 
锅炉烟气余热的回收利用是节能的一项重要措施,已经受到广泛重视。目前,运用最广泛的烟气余热回收形式就是在尾部烟道加装换热器(通常称为“低压省煤器”),利用方式有多种,可用于加热汽轮机凝结水、冬季加热供暖热网水及加热热风、预热温度,提高机组效率,提升电厂经济效益;减少污染物排放量,保护环境;减少脱硫塔水耗,节约水资源;提高静电除尘器的除尘效率等目的。
 
在已运用的烟气余热利用项目中,普遍存在实际余热利用空间不大、装置选型不当、余热利用区域环境考虑不充分、布置位置不合理、投运率不高、余热回收用途不恰当、运行经济性达不到设计要求、系统缺陷较多等问题,影响了烟气余热回收的整体效果,笔者根据近几年对烟气余热利用项目的调研,对产生影响安全、可靠、经济的问题进行分析。
 
烟气余热利用存在问题分析
 
1实际余热利用空间不大
 
1.1锅炉燃用煤质硫分的影响
 
锅炉余热利用空间的最低排烟温度的确定首先受到烟气酸露点限制,为保证锅炉尾部烟道设备不被酸露腐蚀,必须确定合理的排烟温度酸露点,由于烟气酸露点受到如锅炉炉型、燃料含硫量、燃料含灰量、燃料含水量及过量空气系数等很多因素的影响,很难从理论上推导出精确的公式,国内外各研究机构根据各自经验所得出的公式由于考虑的因素不同,计算结果也有较大的差异,这给余热利用空间带来一个不确定的因素。
 
1.2新投产机组锅炉设计排烟温度低
 
锅炉设计排烟温度主要与锅炉燃用煤质、炉型有关,特别是在追求节能降耗高指标的目的驱使下,锅炉的设计效率均要求达93.5%,甚至更高,这就要求更低的锅炉排烟温度,除燃用褐煤及高硫分燃料的锅炉外,排烟温度一般设计在110℃左右,甚至更低,烟气余热利用的空间几近为零;近阶段投运的电站锅炉,除燃用低硫分褐煤锅炉在设计阶段考虑设计了烟气余热利用装置外,其余均未设计。
 
1.3在运机组锅炉实际运行排烟温度受煤质影响大
 
对于在运电站锅炉,由于电煤形势多变,煤质相对于设计煤质普遍劣化,加之发电企业经营形势的异常严峻,为追求效益最大化,普遍掺配掺烧经济煤种,导致锅炉实际运行排烟温度普遍高于设计排烟温度,给烟气余热利用带来了空间,但这一利用空间首先是随着煤质的变化不稳定。
 
其次是空间不大,特别是冬季由于环境温度低,余热利用空间更小,在已实施烟气余热利用的项目中,锅炉运行年平均排烟温度实际值低于设计排烟温度10℃的不乏其例,一般锅炉运行年平均排烟温度实际值高于设计排烟温度20℃及以上的可有效保证烟气余热利用的经济性。
 
因此锅炉实际余热利用空间的大小在考虑负荷变化、环境温度变化、煤质燃料成分变化的影响的情况下,大多数锅炉已不是很大。
 
2选型不当
 
锅炉烟气余热利用装置的型式选择主要根据余热利用空间的大小、余热回收后用途、投资经济性等来确定,一般有普通换热器、热管换热器、复合相变换热器等,在已实施烟气余热利用的项目中,大多采用普通换热器,主要是考虑投资低、系统简单,但其换热效率、换热器金属壁面温度的控制及烟气低温热能的回收程度等指标均劣于复合相变换热器;
 
复合相变换热器主要技术的优势在诸多的论文中已有阐述,不加以重复,对于余热利用空间较大的,建议采用复合相变换热器,尽管投资大,但其产生的经济效益大,并且其运行中调整控制性能及对烟气酸露点的控制等性能较好。
 
3余热利用区域环境考虑不充分
 
对于区域环境的考虑主要是区域内锅炉燃用的煤质和区域环境温度,在我国东北、内蒙古东部地区,褐煤锅炉较多,但其在运锅炉的改造和新投运锅炉设计中烟气余热利用装置均考虑不多,相比较华北区域应用较多;
 
对于高硫分煤质的西南区域,由于高硫烟气酸露点温度高,烟气余热利用空间不大,其锅炉尾部烟道的防腐问题本来就严峻,几乎没有应用烟气余热利用项目;
 
对于长江中下游和南方地区,由于环境温度高,受回收的余热品质低影响,烟气余热利用项目应用较少,已投运的几乎是用于加热汽轮机凝结水,相应利用的经济效益不高。

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