李新家 中冶京誠(chéng)（秦皇島）工程技術(shù)有限公司 066004

電站燃?xì)忮仩t廢熱的回收利用

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如何充分回收鍋爐廢熱，減少熱量損失，從而有效地提高鍋爐效率，是電站企業(yè)的課題。本文從鍋爐排污水熱量的利用及鍋爐排煙熱量的利用兩個(gè)方面介紹鍋爐廢熱利用情況。

鍋爐；廢熱回收；節(jié)能降耗

1 前言

鋼鐵企業(yè)自備電站燃?xì)忮仩t的燃料為高爐煤氣，按鋼鐵企業(yè)的煤氣平衡，鍋爐煉鋼產(chǎn)生副產(chǎn)品——高爐煤氣，高爐煤氣作為鋼鐵企業(yè)的煉鋼、煉鐵的自用外，還有剩余。為充分利用剩余煤氣，減少剩余煤氣的放散，鋼鐵企業(yè)建設(shè)自備電站，設(shè)計(jì)燃?xì)忮仩t，煤氣在鍋爐爐膛燃燒，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽熱能，蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)熱能、機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換，為企業(yè)提供部分電力，實(shí)現(xiàn)有限資源最大價(jià)值。

鍋爐的連續(xù)排污水一般只占到鍋爐容量的1%～2%，在電站鍋爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般采用直接排到排污擴(kuò)容器，擴(kuò)容減壓后排至排污井，然后排至下水道，排污水熱量沒(méi)得到利用。

燃?xì)忮仩t的排煙溫度一般為150～160℃，經(jīng)引風(fēng)機(jī)排至煙囪，煙氣熱量白白浪費(fèi)。

下面按2臺(tái)130t/h中壓鍋爐計(jì)算以上兩部分的熱量回收利用。

2 鍋爐排污水熱量的回收

蒸汽鍋爐130t/h共2臺(tái)，排污率取2%，則鍋爐排污水流量

鍋爐排污水焓取鍋爐汽包壓力4.4MPa下的飽和水焓hbl=1102kJ/kg.

排污擴(kuò)容器排污水焓取排污擴(kuò)容器壓力Pbl=0.2MPa下的飽和水焓hn=505kJ/ kg，對(duì)應(yīng)溫度120℃。

排污擴(kuò)容器二次蒸汽的焓hf=2706 kJ/kg。

熱平衡式:Dbl×hbl=Df×hf+ Dn× hn

物質(zhì)平衡:Dbl- Dn=Df

聯(lián)合上述兩式，得:

按《鍋爐房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50041-2008要求，鍋爐排污水應(yīng)降至小于40℃排放。設(shè)置排污水冷卻器（即水——水換熱器），間接加熱部分鍋爐補(bǔ)給水（20℃加熱至30℃），回收鍋爐排污水熱量為

3.79×（120-40）×1.163×0.98=345kW

折合標(biāo)煤 345×1000/1.163/7000/ 0.9=47kg/h

年節(jié)約標(biāo)煤:47kg/h×8000h/ 1000=376t/h

標(biāo)煤價(jià)按800元/t折算，年折合收益600×376/10000=22.56萬(wàn)元，基礎(chǔ)投資(換熱器、閥門(mén)、管道)不超過(guò)8萬(wàn)元，對(duì)企業(yè)具有明顯的效益。

3 鍋爐排煙熱量的回收

130t/h電站鍋爐，燃料為高爐煤氣，鋼鐵企業(yè)高爐煤氣經(jīng)過(guò)爐頂余壓發(fā)電（TRT）后，壓力～30kPa，經(jīng)煤氣柜、廠區(qū)管網(wǎng)輸送至電站鍋爐，溫度一般為常溫，取20℃。

燃?xì)忮仩t的排煙溫度一般為150～160℃，在鍋爐尾部設(shè)置煤氣預(yù)熱器，利用排煙熱量間接加熱煤氣，使入爐煤氣溫度提高，此而提高鍋爐效率，減少煤氣耗量或提高蒸汽產(chǎn)量，提高發(fā)電量。

若160℃鍋爐煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排至煙囪，煙氣熱量白白浪費(fèi)?？紤]回收煙氣廢熱，預(yù)熱鍋爐燃料——高爐煤氣，設(shè)計(jì)選用“煤氣預(yù)熱器”，通過(guò)煙氣與煤氣的間接換熱，降低煙氣的溫度（從160℃降到100℃），煤氣溫度從20℃提高到60℃，從而回收的煙氣熱量。

130t/h燃?xì)忮仩t，排煙量為380000m3/h ，排煙溫度從160℃降至100℃。

按2臺(tái)130t/h鍋爐計(jì)算，排煙溫度為160℃時(shí)，煙氣流量為2×380000 m3/ h，

煙囪上口徑:

注:ω——煙囪出口煙氣流速，取18m/s。

按2臺(tái)130t/h鍋爐計(jì)算，排煙溫度為100℃時(shí)，煙氣流量為2×380000× (273+100)/(273+160)=654688 m3/h，

煙囪上口徑:

即:煙囪排煙溫度降低，煙囪出口內(nèi)徑由3.8m可減小到3.4m，煙囪及基礎(chǔ)投資約減少6萬(wàn)元。

增設(shè)煤氣預(yù)熱器后，2臺(tái)130t/h燃?xì)忮仩t回收熱量為

注:式中數(shù)據(jù)

①查《全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)設(shè)備工程師》教材，160℃煙氣焓為220kJ/Nm3；100℃煙氣焓為138kJ/Nm3。

②熱交換利用系數(shù)取:0.85

回收熱量（9270kW）折合標(biāo)煤:

年節(jié)約標(biāo)煤:1240kg/h×8000 h/ 1000=9920t/h

標(biāo)煤價(jià)按600元/t折算，年折合收益600×9920/10000=595.2萬(wàn)元，

基礎(chǔ)投資(煤氣預(yù)熱器、閥門(mén)、管道)不超過(guò)500萬(wàn)元，對(duì)企業(yè)具有明顯的效益。

4 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)的節(jié)能降耗具有巨大的潛力可挖，電站燃?xì)忮仩t廢熱的回收利用具有較大的回收價(jià)值，在設(shè)計(jì)之初應(yīng)加以考慮，較少的投入帶來(lái)較大的效益，為節(jié)能降耗增一份力量。對(duì)于已建項(xiàng)目，若場(chǎng)地具備條件，建議企業(yè)盡早增設(shè)排污水冷卻器和煤氣預(yù)熱器，回收利用燃?xì)忮仩t的廢熱，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，減少污染物的排放，為我們的藍(lán)天作出力所能及的貢獻(xiàn)。

[1] 小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范.GB 50049

[2] 小型熱電站設(shè)計(jì)手冊(cè)

[3] 《全國(guó)勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)設(shè)備工程師》教材

[4] 《水水換熱器、煤氣預(yù)熱器》設(shè)備廠資料

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.006

李新家（1968-），男，高級(jí)工程師，熱力所主任工程師，國(guó)家注冊(cè)公用設(shè)備工程師（動(dòng)力專(zhuān)業(yè)）。現(xiàn)在中冶京誠(chéng)(秦皇島）工程技術(shù)有限公司從事工程設(shè)計(jì)、工程管理工作。