火力发电厂锅炉尾部烟气余热利用技术的实践分析.pdf
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1、经验交流No.10,2023ModernIndustrialEormationization2023年第1 0 期Total232总第2 3 2 期现代工业经济和信息化D0I:10.16525/ki.14-1362/n.2023.10.101火力发电厂锅炉尾部烟气余热利用技术的实践分析刘英龙(国能九江发电有限公司,江西九江332000)摘要:我国经济快速发展,能源需求越来越大,但同时火力发电厂所消耗的能源也越来越多。锅炉尾部烟气余热是一种很好的发电资源,通过对锅炉尾部烟气余热的回收和利用,可以有效降低发电成本。基于此,首先对锅炉尾部烟气余热利用技术进行了概述,然后对火力发电厂锅炉尾部烟气余热利
2、用技术中的优化策略进行了阐述,最后针对其在实际中的应用进行了探讨,希望能够为我国火力发电厂锅炉尾部烟气余热利用技术的发展提供一定的帮助。关键词:火力发电厂;锅炉尾部烟气余热;余热利用技术中图分类号:TM621.2;TK115文献标识码:A文章编号:2 0 9 5-0 7 4 8(2 0 2 3)1 0-0 3 0 5-0 31锅炉尾部烟气余热利用技术概述锅炉尾部烟气余热利用技术是一种利用锅炉尾部烟气余热来对锅炉内部进行加热的一种技术,其主要目的是将锅炉尾部的烟气温度提高,从而提升锅炉的热效率,同时还能够降低锅炉内部的热损失1。现阶段,我国火力发电厂通常都会采用余热利用技术来对锅炉尾部烟气进行回
3、收和利用。而我国现有的余热利用技术主要有以下几种:1)余热蒸汽动力循环技术。这种技术是将锅炉尾部的烟气通过蒸汽发生器进行处理,并将蒸汽凝结成水之后,通过泵进行输送,从而达到发电的目的。2)湿法脱硫技术。这种技术是通过将烟气中的水分进行蒸发来达到吸收烟气中热量的目的,进而提高空气温度,并降低烟气中的含尘量,进而达到脱硫效果。3)低温空气预热器。这种技术是将高温空气通过预热器之后送人到锅炉尾部烟气旁路烟道当中,然后将其加热成低温空气,并且把低温空气与锅炉尾部烟气进行混合。这样可以有效降低排烟温度,并将烟气中所含的热量传递给周围的空气。2余热利用系统技术的应用2.1热管换向器在利用余热供热中,可以将
4、余热回收系统和吸收式热泵结合起来,根据需求,将余热加热后的水或蒸汽送到需要供热的用户。通常采用的换热器主要有管壳式换热器、膜式换热器等。热管是一种传热效率高、结构紧凑、可回收余热的高效换热元件,它可以实现对低能级热量的回收,具有较高的热效率。因此,热管换热器在利用余热供热中具有广阔的应用前景。利用热管换热器回收余热时,应注意以下几点:1)利用热管换热器回收余热时,应采用先加热再送到用户的方法,以防止传热管损坏。2)热管换热器主要是用来回收低能级热量的。因此,在选择热管换热器时,应根据用户要求来选择。3)热管换向器可以与吸收式热泵联合使用,将其作为热量交换器和热源。当余热源温度较低时,热泵将吸收
5、其中的热量后释放到空气中;当余热源温度较高时,热泵将吸收其中的热量后将其释放到空气中。这两种方式都可以提高热能利用效率。4)由于热管换向器具有较强的抗腐蚀能力,所以在换向时不需要对换热器进行防腐处理。但是由于换向时会有大量的热量损失,所以在换向之前应对换热器进行加热。5)换向前要对管束进行检查,保证换向器不漏热;换向时要对管束进行加热,使其具有较高的温度;在换向前和换向后应对热管进行冲洗和除垢处理。这样可以有效地延长热管束的使用寿命2.2相变换热器相变材料的主要应用领域是太阳能、热能、工质的储存和释放。在我国,由于工业余热的利用还处于起步阶段,对相变材料的应用研究还不够深人。管式换热器是一种利
6、用液体工质在管内的蒸发和冷凝换热来吸收和放出热量的换热设备,它是一种强制对流换热装置,它以水为工质,对水进行加热或者冷却。而对于翅片管换热器,主要是利用液体工质在翅片管中蒸发和冷凝来吸收热量或者释放热量。热管换热器是一种强迫对流换热装置,它将工质放在管内,通过液体工质蒸发和冷凝来吸收热量或者释放热量。对于采用相变材料的相变换热器来说,主要有两个缺点:第一是相变材料价格较高;第二是由于在不同温度下热流体的物理性质不同,很难保证在不同温度下热流体之间的相互传热。对于采用翅片管换热器的相变换热器来说,其主要缺点是:第一是因为翅片管换热器本身没有较大的储热能力;第二是由于翅片管换热器本身结构复杂、造价
7、昂贵等因素限制了其广泛应用;第收稿日期:2 0 2 3-0 6-2 9作者简介:刘英龙(1 9 9 5 一),男,湖北襄阳人,本科,毕业于湖北理工学院,助理工程师,研究方向为火电厂烟气治理及余热研究。306.第1 3 卷现代工业经济和信息化三是因为翅片管换热器自身没有较大的储热能力。目前我国在相变材料领域的研究处于起步阶段,在工业余热回收领域还处于研究探索阶段。由于相变材料具有很强的蓄热特性以及传热特性,所以在大型余热利用系统中,相变材料将成为一种非常重要的技术手段。2.3凝结水加热凝结水加热是将凝结水作为热源,直接供热,这一技术是利用凝结水自身的热能进行加热。凝结水加热的原理是将凝结水引人循
8、环热水系统,通过水泵将循环热水送到需要加热的设备上。从源头上解决了热电厂冷却塔冷却后的凝结水无法进人锅炉房而造成的能源浪费,同时也解决了热电厂冷却塔冷却后的凝结水在冬季低温时无法使用的问题。凝结水加热技术的优点是能够适应多种工况,不需要配备换热设备,不需要进行循环水系统的改造,不会增加基建投资。但是也有其不足之处。首先,在冬季低温时,由于没有循环热水系统的余热回收系统,因此锅炉无法将其进行有效利用。另外,由于凝结水与循环热水换热后温度低,因此无法充分利用凝结水的热量。另外,当蒸汽参数发生变化时,也会导致加热效果变差。目前凝结水加热技术已被广泛应用于中低温工业余热回收利用领域。例如,利用凝结水余
9、热作为生活热水锅炉用热源;利用凝结水余热作为城市集中供热系统热源;利用凝结水余热作为工业生产中加热蒸汽热源等。另外,随着各种新型高效节能环保技术的开发应用和新设备、新工艺的不断涌现,凝结水加热技术的发展前景十分广阔。表1 为国内电厂典型低温省煤器(即凝结水预热器)设计参数。表1国内电厂典型低温省煤器(即凝结水预热器)设计参数项目数值锅炉负荷(t/h)1025除尘器出口的烟气体积流量/(m/h)18078换热器的人口烟气温度/140出口烟气温度/90需加热凝结水的温度/35.2/88.1换热器进口水温度/70换热器出口水的最终温度不低于/95烟气放出的热量/(kJ/h)104 194 262换热
10、器面积/m28 804经过换热器的水量(t/h)7412.4一次风和二次风的预热一次风和二次风是工业生产中重要的二次能源,一次风温度约为8 0 1 0 0,二次风温度约为1 0 0 150。预热一次风和二次风可以有效地提高二次风的温度,从而减少一次风风量,减少锅炉的烟气量。在一定程度上可以减少排烟损失。提高二次风风量,可以有效地提高锅炉的热效率。为了满足工业生产中的需要,我们需要预热一次风和二次风。在这两个系统中,我们采用了余热回收技术,利用锅炉排出的高温烟气和冷凝水余热来预热一次风和二次风。这样做可以减少锅炉的排烟量,降低排烟温度,提高锅炉热效率。3优化火力发电厂锅炉尾部烟气余热利用技术的思
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