燃煤锅炉烟气余热回收与节能分析

燃煤锅炉烟气余热回收与节能分析

马旭峰

新疆华电五彩湾北一发电有限公司

摘要：近年来，随着人们物质生活水平的提高，人们的精神文化需求也在不断提高，越来越多的国家提倡环境保护、节能减排。世界各国在不断研发新能源，如新能源汽车，可燃冰等。尽管新能源的开发和利用使得一次能源应用的比率有所下降，但在未来一段时间，一次能源仍然是主体。在一次能源中应用最广泛的是煤炭。因此合理地利用煤炭至关重要。

关键词：燃煤锅炉；烟气余热；回收；节能

1锅炉烟气余热回收系统的基本情况

1.1系统内容

(1）普通锅炉设备。余热应用系统是依照普通锅炉的实际运转措施开展的，锅炉系统常用仪器在此系统中占据重要地位，因此能够得出，锅炉烟气余热应用系统的主要部件位于普通锅炉系统，此类部件能够直接决定余热应用的具体质量。（2）余热应用设备与系统。此类系统通常建立在普通锅炉系统条件想，设置能够应用余热的设备。锅炉排烟余热深度再循环应用系统是目前应用最为广泛的系统，在进行脱硫塔前期与除尘器完成后在烟道中进行不舍，能够有效地对温度进行管控，保证整体上将温度控制在四十摄氏度。此类一起中通常应用低温省煤器，是一种余热回笼装置，其主要适用于电站锅炉和工业锅炉中，可以良好的应用锅炉烟气完成锅炉供水加热的目的，保证排烟温度能够缩减，进而有效地提高锅炉给水温与锅炉的热效率。

1.2显著优势

(1）一起与系统在应用期间拥有明显的节能功效。节能环保观念能够符合如今经济进步的朝向，针对能源问题，必须针对生产系统进行优化，实现缩减能源损耗的目标。如今，锅炉烟气余热应用体系使用期间，通过回空与应用低温余热可以良好的管控好能源损耗，进而解决能源紧缺问题。（2）仪器与设备拥有比较鲜明的环保效率。如今环保工作进行期间，必须处理好烟气的排放状况，有效地提高烟气的解决效率，缩减环境污染状况。

2余热利用方式

2.1低温省煤器

一般来说，燃烧锅炉中需要安装一些低温省煤器。低温省煤器将回收烟气的余热注入汽轮机回热系统，降低回热系统的抽汽能力，增加汽轮机的功。低温介质具有以下优点：可以解决大幅度降低排气温度的需要；为预热器和空气加热器提供循环热；能明显提高电厂的热经济性；可部分替代GGH设备，回收的热能可直接用作发电工质；完全符合国家发展绿色煤电的要求。因此，低温省煤器在余热利用中起着重要的作用，在电厂中得到了广泛的应用。

2.2朗肯循环

朗肯循环也是余热利用的一种方式，广泛应用于火力发电厂。根据热力学第二定律，卡诺循环的效率最高。然而，卡诺循环并未用于电厂的实际发电过程。由于卡诺循环的恒压加热和放热过程难以进行，且恒温线斜率与绝对热线相差不大，因此卡诺循环产生的净功很低，因此在实际发电过程中没有使用。实际蒸汽动力循环基于朗肯循环。

锅炉加热的高温高压蒸汽进入汽轮机，促进汽轮机膨胀。这个过程是绝热膨胀。

高温高压蒸汽通过汽轮机高、中、低压缸膨胀，排出低压缸末级排汽，在凝汽器中以恒压向冷却水放热，将低温低压蒸汽冷却成饱和水，这不仅是一个恒压加热过程，也是一个恒温过程。冷凝器中的压力非常低，其饱和温度略高于环境温度。

来自冷凝器的冷凝水在给水泵中被绝热压缩，以增加冷凝水的压力并成为不饱和水。来自给水泵的高压和低温不饱和水通过锅炉二次加热加热成高温和高压蒸汽，进入汽轮机循环。

在许多研究中，人们发现朗肯循环在发电厂中效率最高，可以实现循环。目前，朗肯循环在我国余热发电领域的应用相对成熟，广泛应用于水泥、冶金、钢铁等行业。朗肯循环在中国的应用与卡里纳动力循环相结合，在不同烟温下实现优势互补。

2.4新的余热利用技术

锅炉燃烧产生的高温烟气中含有一部分水蒸气，通过冷凝法、溶液吸收法、膜法等有效方法将其冷凝成饱和或不饱和的液态水，并回收了大量的潜热，有效地提高了锅炉的运行效率。通过这种方法，不仅可以降低锅炉的运行成本，而且可以减少污染。根据相关研究，在各种除湿方法中，膜除湿的效果和效率最高，具有良好的发展前景。这也是烟气除湿的发展趋势。蒸汽回收率与烟气温度成正比。烟气温度越高，水汽回收效果越高，回收率越高；相反，烟气温度越低，水汽回收效果越差，回收率越低。湿度对烟气回收率影响不大。无论适当增加或减少湿度，烟气回收率的变化程度都很小或几乎不变，湿度的变化只会改变水的传热效果。可见，烟气冷凝余热回收利用技术逐渐成为研究热点。如何保证电厂的正常运行，有效提高烟气余热利用率已逐渐成为未来的研究和发展趋势。

3燃煤锅炉烟气余热利用技术方案应用优化

即使火力发电单位中低温省煤设备的使用能够以良好的减少建设投入，不过在低压加热装置中应用一路水体能够造成抽气量的损失，从而导致机组热量消耗的提升，同时会在一定程度上降低低温省煤能源节省问题效率。所以，若想针对第一火力发电公司中低温省煤设备首段温度进行管控，需要有效的管理机组热量的消耗，所以在第一火力发电公司低温省煤设备使用期间，采取低加注口取水规划措施，确保良好的抽气量。也就是说，在水室筒身中应用油布对管板口进行防护，在水室筒设置钻孔，应用碳刨弧按照钻孔方位把线碳施工到与筒身内壁间隔一点五毫米的地方。之后应用砂轮把钻孔进行隔绝，同时在去除钻孔余料前进行紧固。之后根据设计标准，应用砂轮机对缺口进行施工，同时应用吸尘器有效地将杂质进行清理。此外，把补强板安装在接管中，进步补强板和接管，针对接管和水室筒壁、接管和筒身内角应用电焊机连接起来。经过以上措施，能够在一定程度上降低机组热量消耗，确保烟气余热应用设备的使用效果。

4火电锅炉烟气余热的利用

火电厂采用煤预热技术最直接的途径是增加尾部换热设备。由于锅炉尾部烟气量大、能耗低的特点，有必要开发高效的换热器，如加热式换热器。热交换器是低温省煤器的推广。分析了普通小型燃煤锅炉烟气余热的利用情况。燃煤锅炉虽然具有节能功能，但由于烟气温度高、烟气量大，如果不回收利用，将产生巨大的资源浪费。普通小型燃煤锅炉安装了无压换热器，烟气经过省煤器和无压换热器后进入烟囱或除尘器。在此期间，供水流程发生了变化，水质变软。

热管是烟气余热利用的一项重要成果。热管，也称为“热超级管道”，通过汽化潜热传递能量。具体原理是将管芯内的工质加热蒸发释放热量，即工质的蒸发潜热。蒸汽从管道中心进入管道冷凝区，冷凝成液体并释放潜热。由于毛细管力，液体流回蒸发段。因此，完成一个循环，将大量热量从加热段扩散到冷却段。由于加热段位于上部，冷凝段位于下部，因此可以通过垂直放置热管来满足工质的回流，热管可以通过重力来满足，不需要毛细管结构的管芯。这种没有多孔芯的热管称为热虹吸管。目前，热管技术已经得到了很好的发展和应用。

结论

综上所述，对低温排烟的余热回收，不宜追求过高的余热回收量和过高的余热回收效率，否则将使工程的经济性大幅下降，不利于余热回收项目的实行和推广。

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