燃煤火力發(fā)電廠煙氣余熱回收利用技術(shù)概況

摘要：對燃煤火力發(fā)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(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，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)電機組中，鍋爐效率是機組經(jīng)濟性運行的重要指標(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%，機組標(biāo)煤耗上升3g/(kW˙h)[2]?，F(xiàn)役機組的排煙溫度設(shè)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(dǎo)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(jīng)濟性運行和污染物排放指標(biāo)。因此，如何有效地對排煙余熱進(jìn)行回收利用，成為目前各火力發(fā)電機組亟待解決的問題。

目前，實現(xiàn)煙氣余熱回收利用的方式主要有：煙氣余熱加熱機組回?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]。本文將對以上四種技術(shù)的原理及優(yōu)缺點進(jìn)行對比介紹，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低加的汽輪機抽汽，使抽汽回到汽輪機繼續(xù)做功，增大汽機的做功功率，從而降低機組發(fā)電標(biāo)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(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，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行溫度，使換熱器出口煙氣溫度高于酸露點，因此無法實現(xiàn)煙氣余熱的充分回收。

b)低溫省煤器布置于引風(fēng)機與脫硫塔之間。該布置方式避免了除塵器、引風(fēng)機等設(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)由第一級熱回收器與第二級再加熱器組成。其中，第一級布置在空預(yù)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(huán)，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?zé)煔馓幚砑夹g(shù)具有以下特點：

(1)降低廠用電耗，降低設(shè)備運行費用。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)機等設(shè)備的電耗，設(shè)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?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，因此必須重新對電除塵器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。因此，該技術(shù)方案的工程量較大，初期投資也較高。