鍋爐尾部煙氣余熱深度利用淺談

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1、鍋爐尾部煙氣余熱深度利用淺談?wù)簽樯钊敕治鋈济哄仩t尾部受熱面低溫腐蝕的機(jī)理，找到尾部余熱深度利用的可行之法，本文從低溫腐蝕原理、硫酸露點(diǎn)及其凝結(jié)形成機(jī)理出發(fā)，根據(jù)我國實(shí)際情況，分析比較了國內(nèi)外使用的預(yù)防低溫腐蝕、降低排煙溫度、高效回收排煙余熱的技術(shù)、設(shè)備及方法的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合有效腐蝕理論，指出鍋爐尾部煙氣余熱深度利用的研究方向。關(guān)鍵詞：深度余熱利用；低溫腐蝕；露點(diǎn)；有效腐蝕循環(huán)熱效率和鍋爐效率是影響燃煤電廠經(jīng)濟(jì)性高低的最重要因素，而冷源損失直接影響鍋爐的循環(huán)熱效率，鍋爐排煙損失則是鍋爐熱損失中最大的一項，約占鍋爐熱損失的70%?80%。

2、鍋爐的排煙溫度高，造成火力發(fā)電廠的煤耗量增加。因此，降低鍋爐的排煙溫度，可以大幅度降低煤耗，節(jié)省能源。排煙溫度的高低直接影響鍋爐熱效率，排煙溫度每降低10?15°C發(fā)電煤耗就可降低1克［1］。電站鍋爐大多在尾部煙道安裝省煤器、空氣預(yù)熱器、余熱回收等設(shè)備以回收排煙熱量，降低排煙溫度。但是由于一些電廠的機(jī)組設(shè)備陳舊，燃煤煤種經(jīng)常變化，煤質(zhì)與原設(shè)計煤質(zhì)相差巨大，導(dǎo)致排煙溫度遠(yuǎn)高于設(shè)計值。另外，由于燃煤含硫量較高，導(dǎo)致煙氣酸露點(diǎn)提高而限制了尾部設(shè)備的運(yùn)行，使排煙溫度無法降到設(shè)計值。因此，深入分析煙氣低溫腐蝕的機(jī)理及煙氣露點(diǎn)影響是解決鍋爐尾部煙氣

3、深度余熱回收的重要條件。1國外低溫腐蝕解決方案國外很早就開始研究煙氣的低溫腐蝕問題，其燃煤在80年代就已經(jīng)全部通過洗選，保證了入爐煤的較低含硫量，使其各種設(shè)備均具較低酸露點(diǎn)下的工作條件，并在尾部溫度較低處采用低硫合金鋼，抗硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼等材料。對于脫硫后煙溫較低問題，歐美多采用在原煙齒內(nèi)襯以玻璃鱗片樹脂膠泥等防腐材料，在氣象條件不利時，對脫硫后煙氣采用在煙囪底部加裝燃用清潔燃料器的做法提高煙氣的擴(kuò)散能力，解決“煙囪雨”問題。另外還有一些電廠采用煙塔合一的方法，將脫硫后的煙氣送入循環(huán)水冷卻塔中，與冷卻空氣和水蒸氣一同排放，此法既可省去煙囪

4、建造費(fèi)用又可提高煙氣污染物的擴(kuò)散能力。而在日本燃煤電廠多采用管式氣-氣換熱器即管式GGH系統(tǒng)，從電除塵前吸收煙氣熱量回?zé)峤o脫硫后的低溫?zé)煔?，一方面使煙氣溫度升高避免腐蝕煙囪，有利于污染物擴(kuò)散，減低煙氣進(jìn)入電除塵氣溫度，提高除塵效率，并能減少煙氣硫含量和煙氣量，使風(fēng)機(jī)效率，脫硫效率都有所提高。另一方面，可以使SO3與水蒸汽凝結(jié)成霧狀并附著在飛灰顆粒上，隨飛灰排除，是一種有效的方案，但需要在新建或擴(kuò)建項目為煙氣換熱系統(tǒng)預(yù)留空間。且此處煙氣含塵高、風(fēng)速較小，結(jié)露的酸液易附著在管壁上污染受熱面。2國內(nèi)余熱回收技術(shù)我國由于燃煤煤種復(fù)雜、煤質(zhì)含硫量

5、較高、入爐前脫硫應(yīng)用不多，導(dǎo)致尾部煙氣中S03含量較高，煙氣的露點(diǎn)溫度遠(yuǎn)高于國外的平均水平，由此也限制了排煙溫度的降低；另一方面國內(nèi)很多機(jī)組較為老舊尤其是一些小機(jī)組，經(jīng)過多次的技改以后使鍋爐整體的工作狀態(tài)大大偏離了設(shè)計工況。使回收尾部煙氣余熱的省煤器、空氣預(yù)熱器等也由于材料材質(zhì)、傳熱性能等的限制并沒有起到應(yīng)有的效應(yīng)，從而導(dǎo)致最后的排煙溫度過高，有些燃油鍋爐的排煙溫度甚至迗到180°C。為了改變這種情況國內(nèi)一般采取以下措施：2.1調(diào)整燃燒和制粉系統(tǒng)通過調(diào)整鍋爐燃燒、制粉系統(tǒng)改造等方法使熱量的吸收在鍋爐受熱面中分配均衡，從而降低排煙溫度。該

6、種方法不須進(jìn)行設(shè)備改造，操作簡單、經(jīng)濟(jì)成本低廉。但研究和實(shí)踐表明，通過燃燒調(diào)整改變排煙溫度的范圍有限，而且受燃料品種的影響較大，使用這種方法降低排煙溫度并不可靠。2.2改造空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器是鍋爐最后一級換熱器，加大其換熱面積可以直接降低排煙溫度，故在原冷空氣入口處加裝前置式空預(yù)器是有效降低排煙溫度、回收尾部余熱的措施之一。前置式熱管空氣預(yù)熱器加裝在原有空氣預(yù)熱器之后，冷空氣經(jīng)熱管空氣預(yù)熱器加熱后再進(jìn)入原有空氣預(yù)熱器，從而有效減輕了原有空氣預(yù)熱器的低溫腐蝕。鍋爐煙氣余熱用于加熱冷空氣，將使鍋爐受熱面的換熱分布重新分配，并使多處的煙氣溫

7、度都有所改變。因此，不能將其當(dāng)作獨(dú)立的換熱器來設(shè)計，而要將其作為鍋爐尾部煙道的換熱器之一整體考慮。換熱器回收的熱量全部帶入爐內(nèi)，使鍋爐受熱面的傳熱分布改變，這對鍋爐運(yùn)行是很不利的。尤其是小型鍋爐會出現(xiàn)運(yùn)行技術(shù)性能指標(biāo)逐步變差的現(xiàn)象。2.3通過噴霧增濕在電除塵處降低排煙溫度靜電除塵器是尾部收集煙塵的主要手段之一，其效率取決于煙氣流速、含硫量、含塵量及灰塵粒徑等多種因素影響，過高的煙氣溫度會使除塵器的效率降低。例如：煙氣溫度130°C時除塵效率99.35%而140°C時的效率僅為98.9%[2]。所以很多電站采用在除塵器前通過噴水減溫使入口

8、煙溫降低，提高除塵效率。但是此方法卻無法回收煙氣中的熱量，無法提高鍋爐效率，同時噴入的大量水霧不但會浪費(fèi)大量的水資源，還會使積集灰塵的含水量增大造成集塵板的腐蝕。2.4在脫硫設(shè)備的改造現(xiàn)電站尾部脫硫系統(tǒng)大多