劉宇輝

（天津天保熱電有限公司 ，天津 300360）

當前，我國眾多供熱鍋爐的余壓沒有得到充分利用，造成較大的能源浪費，加劇了能源供應(yīng)的緊張態(tài)勢。因此，余壓利用是緩解能源供需矛盾的重大措施之一，也是十分緊迫的節(jié)能和環(huán)保任務(wù)，如何利用未被利用的鍋爐產(chǎn)汽壓力與用戶使用的蒸汽壓力之間的壓力差進行發(fā)電，進而較大提高了能源利用效率，達到了節(jié)能環(huán)保的目的是今后供熱行業(yè)需要著重研究的課題。國家發(fā)展計劃委員會、國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會、建設(shè)部和國家環(huán)?？偩致?lián)合發(fā)布的《關(guān)于發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)的規(guī)定》（[2000]1268號）中規(guī)定：供熱鍋爐單臺容量20t/h及以上者，熱負荷年利用小時大于4000h，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較具有明顯經(jīng)濟效益的，應(yīng)改造為熱電聯(lián)產(chǎn)。2008年4月1日實施的《中華人民共和國節(jié)約能源法》第三十二條規(guī)定：電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當按照國務(wù)院有關(guān)部門制定的發(fā)電調(diào)度管理的規(guī)定，安排清潔、高效和符合規(guī)定的熱電聯(lián)產(chǎn)、利用余熱余壓發(fā)電的機組以及其他符合資源綜合利用規(guī)定的發(fā)電機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行，上網(wǎng)電價執(zhí)行國家有關(guān)規(guī)定。堅持“以熱定電、熱電聯(lián)產(chǎn)”的原則，采用背壓式汽輪機發(fā)電機組，降低煤耗，提高節(jié)能減排工作實效。

天津空港物流加工區(qū)（以下簡稱加工區(qū)）于2009年12月份投入運行4臺75t/h蒸汽鍋爐，其額定蒸汽壓力為3.82MPa（g），而熱用戶使用的蒸汽參數(shù)均在0.70MPa(a）以下，熱源送出的蒸汽壓力也只有1.0～1.2MPa(a），雖然蒸汽參數(shù)能夠保證用戶的用熱需求，但是，總體來講，能源利用效率較低，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽壓力和用戶使用的蒸汽壓力之間的壓差沒有被利用，也就是說這部分壓力差可轉(zhuǎn)化的能量沒有被利用。按照加工區(qū)總體規(guī)劃，負擔區(qū)域內(nèi)的生產(chǎn)用汽和采暖用熱的熱源有3個，一是4×75t/h循環(huán)流化床鍋爐及2×B7-3.43/0.98熱電聯(lián)產(chǎn)裝置；二是負擔供汽的4×35t/h工業(yè)鍋爐（P=1.57MPa），三是4×29MW的熱水鍋爐。由于4×35t/h工業(yè)鍋爐是鏈條爐，熱效率較低，而今后該區(qū)域?qū)⒂邢喈敶蟮挠闷?，不設(shè)置熱電聯(lián)產(chǎn)裝置會造成嚴重的能源浪費，因此在保證向現(xiàn)有熱用戶供熱的情況下，利用余壓余熱發(fā)電是實現(xiàn)節(jié)能減排的現(xiàn)實選擇，通過實施此項目可年節(jié)約標煤11877噸，具有明顯的節(jié)能環(huán)保效益，加工區(qū)的具體做法是：

一、利用現(xiàn)有4臺75t/h循環(huán)流化床鍋爐增加背壓汽輪發(fā)電機組，利用壓差實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)。設(shè)置傳熱面積各250m2的汽水換熱器3臺及相應(yīng)的疏水系統(tǒng)，以擔負部分冬季采暖熱負荷，同熱水鍋爐并列運行，現(xiàn)有4×35t/h工業(yè)鍋爐外供飽和蒸汽，蒸汽管網(wǎng)沿途散熱產(chǎn)生大量的凝結(jié)水，疏水大量帶汽，熱損失偏大，實施熱電聯(lián)產(chǎn)后，將供出過熱蒸汽，減少管網(wǎng)沿途損失，熱網(wǎng)由于汽量增加，阻力增大，根據(jù)熱網(wǎng)長度和末端用戶蒸汽飽和狀態(tài)的需要，電站出口送出壓力需達到1.18MPa，確保最末端用戶要求0.875MPa的壓力。

二、根據(jù)外供工業(yè)蒸汽參數(shù)的要求，以及對現(xiàn)狀4×75t/h鍋爐運行負荷分析,在滿足用戶用汽的條件下,遵循“以熱定電，裝機規(guī)模適度”的原則，選擇背壓式汽輪發(fā)電機組?；緟?shù)為：額定出力7000kw，額定進汽壓力3.43MPa，額定進汽溫度435℃ ，運行排汽壓力1.18MPa， 汽 機 進 汽 量120t/h， 額 定 轉(zhuǎn)數(shù)3000r/min，采用單層布置。由于供汽管網(wǎng)較長，阻力和溫降較大，預(yù)計熱電站出口的供汽壓力需1.18MPa(a），供汽溫度為292℃，4臺75t/h鍋爐共設(shè)5臺給水泵，其中3臺為汽動給水泵，2臺為電動給水泵。

三、在沒有安裝汽輪發(fā)電機組的情況下，為節(jié)約電能和滿足除氧加熱所需的低壓蒸汽,設(shè)置汽動給水泵，避免中壓蒸汽經(jīng)減溫減壓后用于除氧能量的浪費。當電站裝設(shè)了效率較高的汽輪機發(fā)電設(shè)備，并有經(jīng)濟的低壓蒸汽供給除氧加熱用汽時，將減少汽泵的運行臺數(shù)，采暖期運行2臺汽動給水泵，其背壓排汽直接送往除氧器，除氧器不足蒸汽由汽輪發(fā)電機組背壓排汽補充，非采暖季汽動給水泵停運，在熱電站供給外網(wǎng)用汽富裕的情況下，充分發(fā)揮電站鍋爐效率高、經(jīng)濟效益好的優(yōu)勢，采暖期可頂替熱水鍋爐承擔一部分采暖熱負荷，并在熱電站汽機間設(shè)置汽水換熱器，將蒸汽交換成高溫熱水，同熱水鍋爐及其熱水循環(huán)系統(tǒng)并聯(lián)運行，疏水直接進入除氧器。

四、為穩(wěn)定采暖期的熱負荷，盡量減少鍋爐出力的波動，提高鍋爐的熱效率。采暖期電站負擔熱水采暖的平均負荷，不足部分或調(diào)峰負荷由4×29MW熱水鍋爐補充，根據(jù)不同季節(jié)的用汽量及熱電廠回熱系統(tǒng)的耗汽量計算。采暖期，4臺鍋爐投入運行，在平均負荷工況下，鍋爐負荷率約為81.6%，當其中1臺鍋爐臨時發(fā)生故障時，另3臺鍋爐仍可按額定出力運行，適當減少采暖負荷，供熱和運行是安全、可靠的。非采暖期，2臺鍋爐運行，在平均供汽負荷下，鍋爐負荷率約80%左右，在最小供汽負荷下，鍋爐負荷率約70%，均在鍋爐穩(wěn)定燃燒率范圍內(nèi)（循環(huán)流化床鍋爐最小負荷率為35～40%），2臺鍋爐額定出力運行時，可滿足最大外供汽量130t/h的需要。

通過應(yīng)用背壓汽輪發(fā)電機組實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)將取得較好的節(jié)能減排效果。1. 發(fā)電標準煤耗為199.4gce/kwh，供電標準煤耗為215.9gce/kwh，同天津市火電平均供電標準煤耗（約340gce/kwh）相比較，年發(fā)電可節(jié)約標煤11877tce/a；熱電聯(lián)產(chǎn)為41.9kgce/GJ，而被替代的35t/h工業(yè)鏈條鍋爐和29MW熱水鍋爐供熱標準煤耗的加權(quán)平均值為48.09kgce/GJ，年供熱可節(jié)約標煤19198tce/a，年發(fā)電量為8447.679萬kwh，在滿足企業(yè)自身用電的同時，可為其他用戶供電，按現(xiàn)行電價0.83元/千瓦時計算，全年可節(jié)約1710.63萬元。2. 循環(huán)流化床鍋爐，裝有完善的煙氣凈化設(shè)施——向爐內(nèi)加石灰石，先進行爐內(nèi)脫硫，鍋爐出口煙氣先經(jīng)過干法旋風子除塵，再進入二級布袋除塵器，可大大減少進入布袋除塵器的負荷量，提高布袋除塵器的使用壽命，降低運行中頻繁換袋的經(jīng)濟成本，預(yù)計除塵效率可達99.6%。3. 經(jīng)過凈化后的煙氣進行二級氫氧化鎂濕法進一步脫硫，煙塵的排放濃度達到≯30mg/Nm3（α=1.40的允許排放濃度為30mg/Nm3），SO的排放濃度預(yù)計將達到≯100

2mg/Nm3（α=1.40的允許排放濃度為100mg/Nm3）,循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度低，NOx生成量少，排放濃度可降到350mg/Nm3。污染物排放量均可滿足天津市《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB12/151-2003）規(guī)定的要求，實現(xiàn)煙塵減排量128.82t/a，SO2減排量269.71t/a，NOx減排量336.5t/a。

隨著區(qū)域供熱事業(yè)的發(fā)展，為充分發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)效率高、環(huán)保設(shè)施完善以及實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)后具有良好的經(jīng)濟效益提供了廣闊發(fā)展空間！