锅炉尾部烟气余热利用探讨.docx

锅炉尾部烟气余热利用探讨摘要：近几十年来，通过自主创新和技术引进，国内以大容量、高参数火力发电厂建设取得了长足的发展。比如凝结水系统利用锅炉烟气余热来进行加温，减少了机组回热抽汽损失，并且实现了锅炉排烟温度自动控制，提高了循环系统的效率，通过对这些新技术的应用，我国火力发电技术应用的整体水平有了大幅提高。烟气回收技术具有良好的节能减排、降低发电煤耗的作用，并且能够提高全厂净效率，本文通过介绍和分析以期对新建和老机组设计优化提出合理的建议。关键词：锅炉烟气；余热利用；全厂净效率从上世纪50年代以来，各种等级的电站锅炉上均采用了烟气余热利用技术，在热量回收和提高过来效率方面取得了一定的成效，上世纪90年代以来，西方发达国家根据环保要求和能源价格变化，通过计算将锅炉排烟温度设计值降至100左右，电厂供电煤耗可以降低5-7g/kwh。目前，华能玉环电厂全厂净效率指标达到了45.46%。本文以锅炉烟气余热回收利用为切入点，为进一步提高全厂的热力循环效率，通过对这项技术的探讨，实现对烟气余热的充分利用。如今超超临界锅炉出口蒸汽的初参数已经达到了主汽压力30Mpa，主汽温度600，再热温度620，其锅炉效率已经接近95%，锅炉燃烧技术和汽轮机设计已经相当成熟，从锅炉和汽轮机本体设计来提高效率已是技术的极限。根据锅炉反平衡法，锅炉效率=100-（q1+q2+q3+q4+q5）其中：q2：排烟热损失锅炉最主要的热损失。q3：化学未完全燃烧热损失指燃烧过程中产生的可燃气体未完全燃烧产生的损失。q4：机械不完全燃烧损失未完全燃烧的碳就随同灰渣排出炉外而产生的热损失。q5：散热损失锅炉产生的热量通过炉本体、汽水管道、烟风道等设备散失的热量。q6：灰渣物理热损失炉渣外排所带走的热量。按国内常规设计，对于大容量高参数煤粉炉，空预器出口烟温一般在120-130之间，q3、q4、q5、q6已基本没有可挖的潜力，而对于q2情况则大不一样。对锅炉效率影响最大的一项损失就是排烟热损失，所占比例大约是6%-9%，从提高全厂的发电经济性和锅炉效率来说，降低排烟损失有非常重要的作用。1合理排烟温度的设计考虑设备的正常运行，合理的排烟温度设计。脱硫塔烟气入口温度控制在85-95之间是一般湿法脱硫工艺要求，脱硫后烟气温度一般为40-60，因此，烟气余热利用工艺应确保脱硫塔入口温度处于85-95这个区间。2烟气余热的利用方案目前烟气余热利用技术基本有如下几种：预热锅炉送风、预热凝结水以提高给水的初温、通过干燥装置烘干燃料、供热区域在供热期间预热热网循环水。2.1提高凝结水水温通过提高锅炉给水温度可以提高热力循环效率，提高凝结水温度是提高锅炉给水初温的途径之一。采取的方法主要有两个：一是烟气与凝结水直接进行热交换后，然后通过烟气回热加热器加热凝结水，这种方法为直接加热方式。二是采用间接加热方式。即安装烟气回热加热器及水水换热器，凝结水与吸收烟气余热后的闭式水进入进行热交换，然后并入主凝结水系统。通过提高凝结水水温，回热抽汽系统所需要的汽轮抽汽量减少。这种方式减少了回热系统的抽汽量，从而提高了汽轮机的绝对内效率和循环热效率，使机组得到了附加的电功率。2.2提高空预器的入口风温降低q2的最直接有效的方法就是提高锅炉的送风温度，利用烟温回收技术对一、二次风的预热，可以提高进入炉膛的进风温度，从而有助于提高锅炉的效率。常用的方法是以除盐水为传热介质，用除盐水吸收脱硫塔进口烟气热量，然后设置换热器，用除盐水的热量加热冷一、二次风，常规低压抽气蒸汽暖风器被换热器代替或者减少辅助蒸汽用汽量，节省下来的的辅助蒸汽则可以增加机组发电量。2.3利用烟气余热干燥褐煤我国褐煤产地主要分布在内蒙、东北和云南，褐煤最近几年开始广泛应用到发电厂。褐煤是一种低热值的煤炭，是发育不完全的煤，水分含量50%-60%。褐煤经过干燥脱水处理后，其水分含量可降低至14%。干燥前、后的褐煤在国内300MW褐煤锅炉机组中进行掺烧实验，经过计算锅炉效率可提高约1%-2%，锅炉主要风机电耗下降约25%-29%，同时，制粉系统的电耗也明显降低。2.4区域供热利用设计思路为利用烟气预热代替或部分代替机组热网加热器热量，达到节省加热热网换热器蒸汽量的目的，这种换热器一般采用采用防腐蚀材料的换热器，通过吸收烟气预热提高地区的热网循环水温度，减少抽汽用量从而增加了机组发电量，提高了全厂的热能利用效率。这种技术在国外普遍使用，并且这种联合生产方式是符合能源的梯级利用、合理用能的原则，符合中国目前创建节约环保型社会的宗旨。3烟气余热回收难点及措施3.1低温腐蚀及措施引起金属受热面的腐蚀的主要原因就是锅炉出口排烟温度过低，空预器管壁温度低于硫酸蒸汽的凝结温度，从而产生结露。目前主要的解决办法是根据设计煤种，计算出烟气的酸露点，再选择适当的排烟温度。缺点是排烟温度高，q2损失大。解决这一问题主要是采用新材料-含氟聚合物材料，如聚四氟乙烯材料（PTFE），经过实际应用，这种材料能有效解决传统金属材料腐蚀问题。3.2换热管的积灰问题这是所有电厂存在的共性问题，一般采用措施是：适当提高烟速、选择合适的换热管间距、安装吹灰装置等。随着新材料的应用，比如PTFE材料具有的不粘性及自清洁特性，可以减少外表面的积灰数量和时间，有效地延长了检修间隔。如果同时采用提高锅炉入风温度，降低了空预器管壁温度，降低了结露的风险。