燃煤火力發(fā)電廠煙氣余熱回收利用技術(shù)概況

對(duì)燃煤火力發(fā)電機(jī)組而言，排煙熱損失是鍋爐熱效率的重要影響因素。文章對(duì)目前主要的煙氣 余熱回收技術(shù)進(jìn)行論述，包括：低溫省煤器技術(shù)、低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)、前置式液相介質(zhì)空預(yù)器與低溫省煤器組合技術(shù)、新型電站鍋爐 余熱利用 綜合優(yōu)化技術(shù)，探討分析了各類 煙氣余熱 回收技術(shù)的技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)，為火力發(fā)電廠煙氣余熱回收技術(shù)的選擇提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;排煙熱損失;煙氣余熱回收技術(shù)

前言

在火力發(fā)電機(jī)組中，鍋爐效率是機(jī)組經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的重要指標(biāo)，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(jié)果表明：排煙溫度每上升30℃，鍋爐效率降低1%，機(jī)組標(biāo)煤耗上升3g/(kW˙h)[2]?，F(xiàn)役機(jī)組的排煙溫度設(shè)計(jì)值約為130℃左右，但由于燃煤條件及電廠運(yùn)行水平等問題，排煙溫度實(shí)際值普遍在150℃左右。較高的排煙溫度會(huì)導(dǎo)致鍋爐效率降低，機(jī)組年平均煤耗上升，并造成煙塵污染物排放量增加，影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行和污染物排放指標(biāo)。因此，如何有效地對(duì)排煙余熱進(jìn)行回收利用，成為目前各火力發(fā)電機(jī)組亟待解決的問題。

目前，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱回收利用的方式主要有：煙氣余熱加熱機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水，加熱熱網(wǎng)水，加熱鍋爐的一次風(fēng)、二次風(fēng)。相應(yīng)的煙氣余熱回收技術(shù)有：低溫省煤器技術(shù)，低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)，前置式液相介質(zhì)空預(yù)器與低溫省煤器組合技術(shù)，新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化技術(shù)[3-8]。本文將對(duì)以上四種技術(shù)的原理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比介紹，為火力發(fā)電廠選擇煙氣余熱利用技術(shù)的選擇提供參考。

1.低溫省煤器技術(shù)

低溫省煤器技術(shù)是通過煙氣余熱來加熱低加回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水，將鍋爐的排煙溫度降低至合適值。煙氣余熱通過回?zé)嵯到y(tǒng)的凝結(jié)水回收熱量來排擠下一級(jí)低加的汽輪機(jī)抽汽，使抽汽回到汽輪機(jī)繼續(xù)做功，增大汽機(jī)的做功功率，從而降低機(jī)組發(fā)電標(biāo)煤耗[3,9-11]。而對(duì)采暖供熱機(jī)組，在供熱時(shí)期可將回收的熱量用于加熱熱網(wǎng)水，節(jié)能效果更顯著。

低溫省煤器根據(jù)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(yù)器與除塵器之間。該布置方式在回收煙氣余熱的同時(shí)，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(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，工程量較小，投資少;但為了保證低溫省煤器及下游設(shè)備不受到低溫酸腐蝕，必須控制換熱器的運(yùn)行溫度，使換熱器出口煙氣溫度高于酸露點(diǎn)，因此無法實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的充分回收。

b)低溫省煤器布置于引風(fēng)機(jī)與脫硫塔之間。該布置方式避免了除塵器、引風(fēng)機(jī)等設(shè)備的低溫腐蝕問題，可將煙氣溫度降至較低水平，可以實(shí)現(xiàn)煙氣余熱最大程度上的回收，并減少了脫硫系統(tǒng)減溫水的補(bǔ)水量，具有一定的節(jié)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(duì)以上問題，陳俊祿[12]提出了一種電站鍋爐極低溫?zé)煔庥酂嵩儆醚b置，該裝置換熱器材質(zhì)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(shí)現(xiàn)煙氣余熱最大程度的回收利用。

2.低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)

低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)，該系統(tǒng)由第一級(jí)熱回收器與第二級(jí)再加熱器組成。其中，第一級(jí)布置在空預(yù)器和電除塵器之間的煙道上，第二級(jí)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(huán)，第一級(jí)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(jí)再加熱器則利用第一級(jí)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?zé)煔馓幚砑夹g(shù)具有以下特點(diǎn)：

(1)降低廠用電耗，降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用。低低溫?zé)煔馓幚砑夹g(shù)降低了煙氣溫度，煙氣體積流量減小，降低了風(fēng)機(jī)等設(shè)備的電耗，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)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?zé)嵯到y(tǒng)的低加凝結(jié)水、采暖供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)水。

(4)由于排煙溫度降低，粉塵比電阻等參數(shù)發(fā)生變化，因此必須重新對(duì)電除塵器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此，該技術(shù)方案的工程量較大，初期投資也較高。