汪明宇，賈希存，王鐵民

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責任公司，河北唐山 063200）

引言

近年來，隨著國際能源價格的上升，煤炭價格始終居高不下，通過節(jié)約能源來降低生產成本已成為企業(yè)亟待解決的問題。電廠運行過程中，定排、連排擴容器及疏水擴容器都要有大量低壓汽水排放出來，這些都造成能源的嚴重浪費。如果在電廠運用低品熱的回收裝置和回收技術，就能夠有效回收連排擴容器、定排擴容器及疏水裝置所排放的汽水余熱，無論在環(huán)境效益還是經濟效益方面都有重大意義[1]。

1 現狀

目前首鋼京唐公司自備電廠2×300 MW機組鍋爐連排汽水與排入定排中的鍋爐暖風器疏水、鍋爐吹灰疏水均直接排放未作回收，在乏汽余熱回收等方面有一定的改造空間。

2×300 MW機組鍋爐連排水直接經連排擴容器擴容后直排，連排水壓力為汽包壓力17.5 MPa，水量約為18 t/h。連排水在連排擴容器內閃蒸后蒸汽進入除氧器，連排擴容器壓力與除氧器連通，約為0.67 MPa，連排罐溫度為163.3℃。閃蒸后0.67 MPa的連排水進入定排擴容器進行二次閃蒸，最終蒸汽排空，熱水排入定排池，造成了環(huán)境污染和能源浪費。同時暖風器疏水約為3 t/h，吹灰疏水排汽量約為4 t/h，暖風器疏水和鍋爐吹灰疏水也進入定排罐。連排水二次閃蒸產生的乏汽中有大量低品的熱能，乏汽具有較高的除鹽水價值、原水價值及除氧價值。運用乏汽回收技術或裝置回收乏汽，不僅能夠節(jié)約熱能，還能有效節(jié)約水資源，進而降低總的生產成本，促使企業(yè)取得良好經濟效益[2]。

2 技術路線

每個機組增加一套低品熱回收裝置，將擴容閃蒸后的連排水以及吹灰疏水、暖風器疏水等的熱量進行充分利用，與凝結水進行換熱，提高凝結水的溫度，減少汽輪機的低壓抽汽。

現在定排罐就近增加1套低品熱回收裝置，用于回收擴容閃蒸后的連排水以及吹灰疏水、暖風器疏水。

2.1 方案理論計算

連續(xù)排污量約為qm=18 t/h，連排壓力P=17.5 MPa，經擴容閃蒸后，壓力降為 P＇=0.67 MPa，計算連排擴容器閃蒸率。

17.5 MPa飽和水焓值為1715 kj/kg，0.67 MPa飽和水焓值為692 kj/kg，汽化潛熱為2070 kj/kg

（1）閃蒸率為：

（2）連排閃蒸汽量為：

（3）連排水量約為：

（4）暖風器疏水約為qm3=3 t/h，吹灰疏水排汽量約為qm4=4 t/h，當吹灰疏水和暖風器疏水同時開啟時總回收熱量約為[3]:

由于各項疏水流量會出現偏差，保守計算小時回收熱量約為Q總=3 MW。

（5）冷側熱側流量為：

換熱器換熱量為3 MW，熱側進出口溫度90/45℃，冷側進出口溫度32/82℃。

回收罐體中熱水溫度為90℃，熱焓值為377 kj/kg。冷卻噴淋水溫度為45℃，熱焓值為188kj/kg。總輸出90℃熱水量57 t/h，輸入回收罐的定排熱水量為16 t/h，噴淋水量為41 t/h。工質參數見表1。

表1 工質參數

（6）凝結水管道設計及壓降計算

原流程8#進口至6#進口，跨過兩個換熱器，若干閥門，同一平層管道阻力降約為100 kPa。經計算改造后凝結水量約為51.4 t/h。管道總長度約為260 m。

①若選用DN100管道

雷諾數 Re=vd/э=1.92×105(э為動力粘度 10-6)，絕對粗糙度K=0.3，沿程阻力系數λ=0.0290[4]。（8）

沿程阻力 R=(λρv2)/2d=535 Pa/m （9）

管道阻力為139 kPa?？紤]板式換熱器和閥門彎頭，管道阻力約為200 kPa。

②若選用DN125管道

雷諾數Re=vd/э=1.18×105，絕對粗糙度K=0.3，沿程阻力系數 λ=0.0270[4]（11）

沿程阻力 R=(λρv2)/2d=152 Pa/m （12）

管道阻力為39.5 kPa?？紤]板式換熱器和閥門彎頭，管道阻力約為100 kPa?？身樌踊卦苈?。凝結水分支管道選為DN125。

2.2 運行方式

連排水及其他疏水在進定排罐前引入分支進入低品熱回收系統(tǒng)中的回收罐；在回收罐中降溫，經過板式換熱器與凝結水進行換熱，換熱后的疏水自循環(huán)回到回收罐吸收疏水的乏汽，多余的疏水通過調閥控制進入排污降溫池。凝結水取自軸封加熱器后8#低壓加熱器前，經過吸收熱量后被加熱到82℃，回到6#低壓加熱器入口前。工藝流程見圖1。

2.3 設備及參數

（1）低品熱回收裝置（安裝于定排罐旁用于回收吸收連排水以及吹灰暖風器疏水等），參數見表2。

表2 凝結水低品熱回收裝置性能參數

圖1 工藝流程圖

（2）換熱器（用于回收熱源與凝結水換熱），參數見表3。

表3 換熱器參數

3 節(jié)能效益計算

計算參數：標煤發(fā)熱量約為7000大卡/kg=29306000 kj/t，價格按照650元/t；原水按照5元/t計算，年運行時間按照8000 h計算，電費按照0.5元/kWh計算。

3.1 節(jié)約熱量

節(jié)約熱量按連排疏水量計算，連排水為9.1 t/h，最終降為45℃排出系統(tǒng)

①回收熱能:Q=9100 kg/h×（692-188） kj/kg=4586400 kj/h

②一年節(jié)約熱量:4586400 kj/h×8000 h/年=36.7×109kj/年。

③6段抽汽為0.12 MPa，203℃，焓值2880 kj/kg。

每年節(jié)約 6 段抽汽量：36.7×109kj/年÷2880 kj/kg=12000 t/年。

④一年節(jié)約標煤:36.7×109kj/年÷29306000 kj/t=1252 t/年。

⑤一年節(jié)約費用:1504t/年×650元/t=81.38萬元/年。

3.2 節(jié)約水費

①連排節(jié)約水量：9.1t/h×8000h/年=72800 t/年。

②吹灰疏水按照每天啟動4 h，流量4 t/h，一年300 天計算，每年節(jié)?。?h/d×4t/h×300d/年=4800t/年。

③暖風器疏水按照一年150天，流量3 t/h計算

每年節(jié)?。?4h/d×3t/h×150d/年=10800 t/年

總計每年節(jié)水：72800+4800+10800=88400 t

每年節(jié)水費用：88400t×5元/t=44.2萬元

3.3 電費消耗

新增機組電耗約為11 kW/h

則電耗費用：11×8000×0.5=4.4 萬元

3.4 總節(jié)能效益

單套機組總節(jié)能效益為81.38+44.2-4.4=121萬元。

綜上兩臺機組總節(jié)能效益約為每年242萬元。

增設兩套2×300 MW低品質熱能回收裝置總成本為192萬元，成本回收時間192萬元÷242萬元/年=0.8 年。

3.5 其它收益

其它效益：定排罐在連排期間不再冒汽，改善視覺效果，提升企業(yè)的品質和形象。

4 結語

從應用效果看，擴容閃蒸后的連排汽水以及吹灰器疏水、暖風器疏水等的熱量進行充分利用，與凝結水進行換熱，提高凝結水的溫度，減少汽輪機的低壓抽汽，不僅能夠節(jié)約熱能，還能有效節(jié)約水資源，進而降低總的生產成本。僅需一年時間就能夠收回所有投資成本。發(fā)電廠連排汽水、暖風器疏水、吹灰器疏水，有效利用這些低品質余熱，導致熱能浪費的現象得到改善，不僅能夠避免資源浪費，還能產生較好的環(huán)境效益與經濟效益。因此，低品質余熱回收節(jié)能技術改造具有良好且長遠的重要意義。