燃煤火力發電廠煙氣余熱回收利用技術概況

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作者來源:李清 ????? 發布時間: 2019-06-25 16:26
導讀:對燃煤火力發電機組而言,排煙熱損失是鍋爐熱效率的重要影響因素。文章對目前主要的煙氣 余熱回收 技術進行論述,包括:低溫省煤器技術、低低溫煙氣處理技術、前置式液相介質空

對燃煤火力發電機組而言,排煙熱損失是鍋爐熱效率的重要影響因素。文章對目前主要的煙氣 余熱回收技術進行論述,包括:低溫省煤器技術、低低溫煙氣處理技術、前置式液相介質空預器與低溫省煤器組合技術、新型電站鍋爐 余熱利用 綜合優化技術,探討分析了各類 煙氣余熱 回收技術的技術原理及優缺點,為火力發電廠煙氣余熱回收技術的選擇提供參考依據。

關鍵詞:火力發電廠;排煙熱損失;煙氣余熱回收技術
燃煤火力發電廠煙氣余熱回收利用技術概況

前言

在火力發電機組中,鍋爐效率是機組經濟性運行的重要指標,而在各類鍋爐熱損失中,排煙熱損失占鍋爐總的熱損失一半以上[1]。研究結果表明:排煙溫度每上升30℃,鍋爐效率降低1%,機組標煤耗上升3g/(kW˙h)[2]。現役機組的排煙溫度設計值約為130℃左右,但由于燃煤條件及電廠運行水平等問題,排煙溫度實際值普遍在150℃左右。較高的排煙溫度會導致鍋爐效率降低,機組年平均煤耗上升,并造成煙塵污染物排放量增加,影響機組的經濟性運行和污染物排放指標。因此,如何有效地對排煙余熱進行回收利用,成為目前各火力發電機組亟待解決的問題。

目前,實現煙氣余熱回收利用的方式主要有:煙氣余熱加熱機組回熱系統的凝結水,加熱熱網水,加熱鍋爐的一次風、二次風。相應的煙氣余熱回收技術有:低溫省煤器技術,低低溫煙氣處理技術,前置式液相介質空預器與低溫省煤器組合技術,新型電站鍋爐余熱利用綜合優化技術[3-8]。本文將對以上四種技術的原理及優缺點進行對比介紹,為火力發電廠選擇煙氣余熱利用技術的選擇提供參考。

1.低溫省煤器技術

低溫省煤器技術是通過煙氣余熱來加熱低加回熱系統的凝結水,將鍋爐的排煙溫度降低至合適值。煙氣余熱通過回熱系統的凝結水回收熱量來排擠下一級低加的汽輪機抽汽,使抽汽回到汽輪機繼續做功,增大汽機的做功功率,從而降低機組發電標煤耗[3,9-11]。而對采暖供熱機組,在供熱時期可將回收的熱量用于加熱熱網水,節能效果更顯著。

低溫省煤器根據其布置位置的不同,可分為以下兩種情況:

a)低溫省煤器布置于空預器與除塵器之間。該布置方式在回收煙氣余熱的同時,減小飛灰比電阻,提高除塵器的效率,減少粉塵等污染物的排放。而且系統結構簡單,工程量較小,投資少;但為了保證低溫省煤器及下游設備不受到低溫酸腐蝕,必須控制換熱器的運行溫度,使換熱器出口煙氣溫度高于酸露點,因此無法實現煙氣余熱的充分回收。

b)低溫省煤器布置于引風機與脫硫塔之間。該布置方式避免了除塵器、引風機等設備的低溫腐蝕問題,可將煙氣溫度降至較低水平,可以實現煙氣余熱最大程度上的回收,并減少了脫硫系統減溫水的補水量,具有一定的節水效果。但由于煙氣溫度降至較低值,帶來了低溫省煤器及煙道的低溫酸腐蝕問題,而且存在著改造空間受限的問題。針對以上問題,陳俊祿[12]提出了一種電站鍋爐極低溫煙氣余熱再用裝置,該裝置換熱器材質為氟塑料材料,可有效避免換熱器的低溫腐蝕、積灰等問題,可有效實現煙氣余熱最大程度的回收利用。

2.低低溫煙氣處理技術

低低溫煙氣處理技術,該系統由第一級熱回收器與第二級再加熱器組成。其中,第一級布置在空預器和電除塵器之間的煙道上,第二級則布置在脫硫塔與煙囪之間的煙道上[13-14]。通過熱媒水的閉式循環,第一級熱回收器將除塵器入口煙氣溫度從120~130℃降到90℃左右;第二級再加熱器則利用第一級熱回收器回收的熱量將脫硫塔出口的煙氣溫度升高至80℃左右。

低低溫煙氣處理技術具有以下特點:

(1)降低廠用電耗,降低設備運行費用。低低溫煙氣處理技術降低了煙氣溫度,煙氣體積流量減小,降低了風機等設備的電耗,設備運行費用降低。

(2)降低除塵器入口溫度至,降低粉塵比電阻,可有效提高電除塵器的除塵效率[15];升高脫硫塔后煙氣溫度,可有效改善脫硫塔后的煙道及煙囪的低溫腐蝕問題,并擺脫白煙囪等視覺污染問題。

(3)可有效利用回收的煙氣余熱,回收的熱量除用于加熱脫硫塔出口的煙氣外,還可用于加熱回熱系統的低加凝結水、采暖供熱系統的熱網水。

(4)由于排煙溫度降低,粉塵比電阻等參數發生變化,因此必須重新對電除塵器進行優化設計。因此,該技術方案的工程量較大,初期投資也較高。

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