关于火电机组余热综合利用分析

火电厂中燃煤锅炉余热的利用技术的应用

【摘 要】随着国民经济水平的不断提高，我国的火力发电事业也发生了翻天覆地的变化。在这一变化的过程当中，我们针对当前火电厂在锅炉余热利用率低、能源价格上涨导致发电亏损、环境压力逐渐增大的现状，提出了通过加大对锅炉连排水和烟气余热利用的想法，从而达到节能减排的目的，介绍了一些烟气余热利用的相关技术，为我国创造客观的经济效益和环境效益，也为企业的创收和节能减排提供了一种新的途径。

【关键词】火力发电厂；燃煤锅炉；余热利用；节能减排

我国绝大部分的电能是靠煤电生产出来的，然而燃煤产生的大量热能并没有得到充分的利用。在当今节能减排的大背景下，煤价越来越高，发电企业的亏损日益严重，如何充分利用煤炭燃烧过程中产生的热能，为企业带来更多的价值成了一个非常重要的话题。在火力发电厂中，锅炉余热可以通过各种技术进行充分的利用，以提高全场的热效率。在可以获得较好的经济效益和环境效益的前提之下，利用这些热能就显得极为重要了，锅炉的余热利用有很多的方式，例如利用锅炉尾部烟道的烟气热量加热给水的省煤器、在尾部烟道中利用烟气热量加热参与炉膛燃烧空气的空气预热器、利用锅炉的连续排污水的热量加热给水的给水加热武器等等，除了利用这些常规的利用方式之外，还有利用锅炉连排水进行直接发电的装置以及深度利用锅炉尾部烟气热量的装置等。使用技术较为成熟、性能较为可靠的低温余热回收利用技术来达到经济与环境的双重效益。

1.火力发电厂中锅炉低温余热利用技术

1.1锅炉汽水系统的余热利用技术

对火力发电厂的锅炉汽水系统余热利用主要集中在两个方面：利用锅炉连排水所含有的高品位热能做功，驱动发电机发电，剩余的水汽混合物可以送到热水站，全部回收再利用，并生产出可供周围企业或者居民使用的热水；连排水直接引入加热器加热给水，但它属于常规的热能利用，效率比较低。

依靠螺杆膨胀动力机，利用锅炉连排水，通过联轴器带动发电机发电。发电后排出的水汽混合物可以进入热水站加热水，向社会提供热水或者供暖，并且可以利用排污余热加热锅炉给水，减少炉内水在炉膛内所吸收的热量，以此来提高燃料的利用效率。值得一提的是，螺杆膨胀发电机是目前可以适应过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相混合物、热液以及高盐分低品质流体的发电设备，可以很好地适应锅炉连排水不稳定的压力、温度和不均衡的流量，并且能够在部分负荷、变转速甚至比较恶劣的环境下运行，可以做到无人值守，节省了人工成本。

２０１２年第３期（总第７８期）　；ｊＩ与　舌圭　ＥＮＥＲＧＹ　ＡＮＤ　ＥＮＥＲＧＹ　ＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ　２０１２年３月　

京能热电４号机组循环水余热利用工程综述　

宫　俊　峰　

（北京京能热电股份有限公司，　北京　１０００４１）　

摘要：介绍了循环水余热利用实施的背景，描述了工程项目的各个组成系统以及增热型热泵工作原理，并对项目实施　前后热网运行方式不同进行了比较，分析了项目投运后的运行工况和经济效益。　关键词：循环水；余热利用；增热型吸收热泵；节能减排　中图分类号：ＴＫ１　１５　文献标识码：　Ａ　文章编号：　２０９５—０８０２一（２０１２）０３—００２４—０３　

Ｐｒｏｊｅｃｔ　Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｆｏｒ　Ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｏｆ　４　ｕｎｉｔ　ｉｎ　Ｊｉｎｇｎｅｎｇ　Ｔｈｅｒｍａｌ　

Ｐｏｗｅｒ．ＣＯ．１ｔｄ．　

ＧＯＮＧ　Ｊｕｎ—ｆｅｎｇ　

（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉｎｇｎｅｎｇ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｏｗｅｒ．ＣＯ．Ｉｔｄ．，Ｂｅｉｊ　ＪｎｇＩ１　０００４１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ａｎｄ　ｄｉｆｅｒ－　ｅｎｔ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ａｆｔｅｒ　ｐｕｔ　ｉｎｔｏ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｂｅｎｅｆｉ￣．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｗａｔｅｒ；，ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｐｕｍｐ；ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　

火电厂烟气余热利用技术应用 孙翰

摘要：火力发电厂主要有两大热损失，汽轮机系统冷端排汽冷凝热损失以及锅炉系统尾部排烟热损失。影响电站锅炉排烟热损失的主要因素是排烟温度。中国现役火电机组锅炉排烟温度普遍维持在120℃～150℃左右水平，因此回收烟气余热具有重大的节能意义。

关键词：烟气；余热利用；近零排放；节煤；火力发电厂

引言

本文在新环保强制要求、煤价上涨，发电成本增加的背景下，探讨为减少锅炉热损失，提高发电企业的经济效益，降低煤炭用量的增长速度，提出增设低温省煤器以达到烟气余热利用的途径，并对增设低温省煤器前后机组运行情况进行了经济分析。

1锅炉热损失分析及热量回收利用研究

锅炉热损失主要包括：排烟损失、化学未完全燃烧热损失、机械未完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失、飞灰热损失，以上热量损失中排烟热损失是最大的，可以对锅炉热效率产生4～6％的影响，约占所有锅炉热损失总量的70%~85%。所以研究利用烟气携带的热量是提高锅炉效率、节约能源的非常重要的途径。煤粉锅炉的排烟热量损失占锅炉总热量损失的绝大部分。以往锅炉的设计时，综合考虑烟气的低温腐蚀、高合金钢价格及燃煤价格后，大型火电厂煤粉锅炉的排烟温度一般在120～130℃之间，燃烧高水份、硫份的燃煤时选取的排烟温度会更高一些。另一方面，现在燃煤锅炉因烟气换热设备存在漏烟、降低脱硫效率等弊端，已不设置GGH，而采用喷水对烟气冷却，烟温从120℃降至90℃，在机组THA工况喷水量约65t/h，耗水量较大，而且这部分排烟热损失无法回收。考虑到现在煤炭价格较高，如这排烟损失的热量不进行回收，不利于提高机组效率，降低煤耗。

2余热利用系统组成及原理

2.1GGH烟温换热器

GGH是烟气脱硫系统中的主要装置之一。它的作用是利用原烟气将脱硫后的净烟气进行加热，使排烟温度达到露点之上，减轻对净烟道和烟囱的腐蚀，提高污染物的扩散度；同时降低进入吸收塔的烟气温度，降低塔内对防腐的工艺技术要求。原烟气经过空预器、除尘器、引风机、GGH后（90℃烟气）进入脱硫塔，经脱硫后，净烟气（烟气温度40℃）从吸收塔排出进入GGH加热后（烟气温度60℃）排至烟囱。设置GGH后可降低进入脱硫塔的烟气，减少脱硫的水耗量，同时提高净烟气的温度，可有效防止烟羽的形成。

火力发电机组节能降碳改造、供热改造、灵活性改造方案

一、实施背景

随着全球气候变化和环境污染问题的日益突出，火力发电机组作为传统能源的主要代表，其高耗能、高排放的特点成为制约其可持续发展的瓶颈。为了应对能源消耗和环境污染的双重挑战，火力发电机组需要进行节能降碳改造、供热改造和灵活性改造。

二、工作原理

1. 火力发电机组节能降碳改造：通过优化燃烧系统、提高发电效率、减少烟气排放等手段，实现火力发电机组的节能降碳。具体包括优化燃烧系统的燃烧过程，提高燃烧效率；采用先进的燃气轮机技术，提高发电效率；安装烟气脱硝装置，减少氮氧化物排放。

2. 火力发电机组供热改造：利用火力发电机组余热，实现供热系统的改造。通过安装余热回收装置，将发电过程中产生的余热转化为热能，用于供热系统，提高能源利用效率。 3. 火力发电机组灵活性改造：通过提高火力发电机组的灵活性，实现电力系统的可调度性和可响应性。具体包括增加机组启停次数的灵活性，提高机组的负荷调节能力，以及提高机组的启动时间和停机时间的灵活性。

三、实施计划步骤

1. 节能降碳改造：首先进行火力发电机组的能耗分析，确定节能降碳的重点和方向；然后进行燃烧系统的优化改造，包括燃烧器的优化设计、燃烧过程的控制和优化；最后安装烟气脱硝装置，减少氮氧化物的排放。

2. 供热改造：对火力发电机组进行余热利用的可行性分析，确定余热回收装置的类型和参数；然后进行余热回收装置的设计和安装，包括余热回收器、余热锅炉等设备的选择和布置；最后进行供热系统的改造，包括管道的布置和热能的分配。

3. 灵活性改造：首先进行火力发电机组的灵活性评估，确定改造的重点和方向；然后进行机组负荷调节能力的提升，包括燃烧系统的调节、汽轮机的调节等；最后进行机组启停时间的灵活化改造，包括燃烧系统和汽轮机的启停时间的优化。

四、适用范围

火力发电机组节能降碳改造、供热改造和灵活性改造适用于各类火力发电机组，包括燃煤发电机组、燃气发电机组等。