趙萬里

（天津華電福源熱電有限公司，天津 301700）

電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化方案探討

趙萬里

（天津華電福源熱電有限公司，天津 301700）

隨著我國科技的發(fā)展和進(jìn)步，礦石能源的開采量也逐漸增多。我國大多數(shù)城市用電皆以電站的煤炭燃燒為主要途徑，其發(fā)電所用的主要工具為鍋爐。電站鍋爐的排煙溫度限制在 100℃至140 ℃，與之相隨是鍋爐熱量的大幅度損耗。據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，大型電站鍋爐的余熱消耗量可占輸入燃料產(chǎn)生熱量的十分之一。所以，電站鍋爐余深度利用以及尾部受熱面的回收和開發(fā)也成為大眾熱議的話題。本篇文章即圍繞上述主題進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

電站鍋爐；尾部受熱面；綜合優(yōu)化；余熱利用

依據(jù)我國現(xiàn)階段電站的普及情況而言，電站的發(fā)電機(jī)組成為國民用電基礎(chǔ)性的發(fā)電設(shè)施，為社會(huì)提供巨大的電量，為國民經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展提供了有力動(dòng)力保障。針對電站鍋爐煙氣余熱的流失，電站內(nèi)部最廣泛的改進(jìn)方法就是在鍋爐空氣預(yù)熱器出口尾部的煙氣通道內(nèi)安裝“低溫省煤器”，簡稱換熱器。電站鍋爐余熱綜合優(yōu)化的方案就是在原有鍋爐內(nèi)部常規(guī)性的回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器后，另添加一個(gè)前置式空氣預(yù)熱器，其主要功能是降溫后，促使空氣遇冷凝結(jié)成水滴，降低空氣預(yù)熱過程中換熱溫差，實(shí)現(xiàn)好效率的節(jié)能減排。

1 電站鍋爐余熱的優(yōu)化利用

1.1 常規(guī)電站鍋爐余熱利用系統(tǒng)存在的問題

電站鍋爐在使用的過程中會(huì)產(chǎn)生熱量，一部分熱量被加以利用，另一部分熱量則在機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中流失。常規(guī)大型電站的鍋爐余熱利用系統(tǒng)普遍存在兩個(gè)主要缺陷，首先一點(diǎn)指的是電站鍋爐余熱利用系統(tǒng)中未將燃料的廢棄煙氣經(jīng)過高加工、精處理就將其從空氣預(yù)熱器出口中排出，導(dǎo)致煙味濃重、品味差、環(huán)境污染大、水溫受約束力松弛、節(jié)能效果不佳。其次一點(diǎn)指電站鍋爐空氣預(yù)熱器出口處設(shè)備缺陷。進(jìn)入鍋爐空氣預(yù)熱器的外部溫度低于鍋爐合理使用的溫度，從而導(dǎo)致空氣預(yù)熱器傳熱效果不佳，熱量消耗量大，煙氣濃重。

1.2 新型電站鍋爐余熱利用綜合優(yōu)化系統(tǒng)

新型電站鍋爐余熱利用的綜合優(yōu)化系統(tǒng)主旨是在鍋爐的空氣預(yù)熱器前端安裝低溫的空氣預(yù)熱器，并在空氣預(yù)熱器之間安裝低溫省煤器，促使在省煤器的作用下將煙氣加熱凝結(jié)成水，節(jié)省高級汽輪機(jī)工作時(shí)長，提高汽輪機(jī)組的利用效率。除此之外，電站鍋爐余熱優(yōu)化系統(tǒng)充分利用機(jī)器控制鍋爐內(nèi)部兩級空氣加熱系統(tǒng)中空氣的吸熱比例，從而進(jìn)一步的提高低溫省煤器入口處煙氣的溫度，節(jié)省更高壓力級別的回?zé)岢槠岣唠娬镜墓ぷ餍?，?jié)能潛力巨大。與此同時(shí)，新型電站鍋爐余熱利用的綜合優(yōu)化系統(tǒng)將煙氣分級加熱成空氣，從而大幅度降低煙氣與空氣之間的換熱溫差，降低了空氣預(yù)熱器的傳熱損失。在低溫省煤器吸收煙氣放熱量相等的條件下，新型余熱利用優(yōu)化系統(tǒng)與常規(guī)余熱利用系統(tǒng)在熱力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)性上的對比上擁有較強(qiáng)的優(yōu)越性和實(shí)用性。

2 電站鍋爐尾部受熱面的綜合優(yōu)化

隨著國際上一次性能源的稀缺、價(jià)格的不斷上漲，我國針對這一現(xiàn)狀將“節(jié)能減排”政策的實(shí)施提上章程。因此，電站鍋爐尾部煙氣余熱的綜合利用也受到重視，電站鍋爐尾部的熱量消耗也是不容忽視的一點(diǎn)。電站鍋爐尾部余熱的優(yōu)化利用采用以熱力學(xué)為基礎(chǔ)，采用熱功轉(zhuǎn)換的方法原理，充分考慮工設(shè)備的質(zhì)量，以研究熱工轉(zhuǎn)換和大幅度提高熱力能量的利用為目的的“等效焓降法”。等效焓降法能夠增加發(fā)電功率，使汽輪機(jī)效率得以提高。在新型余熱利用的優(yōu)化系統(tǒng)中，系統(tǒng)的、全面的、多方位的對鍋爐尾部余熱受熱面進(jìn)行探討，將鍋爐尾部的排放煙氣、外部空氣和水滴三者促成一種融匯貫通的關(guān)系，使鍋爐尾部的煙氣熱量得到充分的利用，提高資源的利用效率。

3 余熱優(yōu)化利用的實(shí)際應(yīng)用

在冬季，我國北方的大部分地區(qū)最低溫度可達(dá)零下30度左右，因此，電站鍋爐余熱深度利用和尾部受熱面綜合優(yōu)化被凸顯的尤為重要。

在鍋爐的使用過程中，由于外部環(huán)境的物理性溫度過低、空氣過冷，從而導(dǎo)致鍋爐的預(yù)熱系統(tǒng)在處理冷空氣時(shí)引發(fā)預(yù)熱器的堵塞和腐蝕，造成機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)緩慢，危害設(shè)備的安全運(yùn)行，影響鍋爐設(shè)備的使用壽命。為了解決冬季空氣溫度過低的問題，北方的電站鍋爐一般會(huì)設(shè)置暖風(fēng)機(jī)等一系列機(jī)組設(shè)備，既保證在外部環(huán)境溫度低的情況，加以利用的空氣依舊符合預(yù)熱器的合理使用水平，也延長機(jī)組的使用壽命，維護(hù)設(shè)備安全，優(yōu)化余熱利用系統(tǒng)。促使空氣能夠維持在穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)，達(dá)到節(jié)能可利用的效果，提高工作效率。

4 結(jié)束語

“低耗節(jié)能、循環(huán)利用”是新形勢下我國倡導(dǎo)綠色資源合理利用的口號。因此，如何在當(dāng)前機(jī)組水平情況普遍較好的態(tài)勢下，進(jìn)一步提高機(jī)組工作的效率水平和降低煤耗，對于全國電力工業(yè)的節(jié)能減排戰(zhàn)略意義重大。新型電站鍋爐余熱的深度利用和尾部受熱面綜合優(yōu)化方案的實(shí)施不僅降低熱量在空氣預(yù)熱器中傳熱的損失，低溫腐蝕問題也得到大幅度的緩解，而且提高鍋爐的利用效率、降低電廠煤炭的消耗量，提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

［1］龍輝，嚴(yán)舒，王盾.超臨界機(jī)組設(shè)計(jì)技術(shù)集成化發(fā)展探討［J］.電力建設(shè)，2011，32（02）：71-75.

［2］劉鶴忠，連正權(quán).低溫省煤器在火力發(fā)電廠中的運(yùn)用探討［J］.電力勘探設(shè)計(jì)，2010，8（04）：32-38.

［3］徐鋼，許誠，楊勇平，黃圣偉，張鍇.電站鍋爐余熱深度利用及尾部受熱面綜合優(yōu)化［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013（05）：1-8.

［4］劉強(qiáng)，段遠(yuǎn)源.超臨界600MW火電機(jī)組熱力系統(tǒng)的火用分析［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，32（32）：8-12.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.043