苗慶華

摘要：在燃煤電廠運(yùn)行過程中，煙氣余熱從消極角度看雖然屬于環(huán)境污染的問題之一，但如果能夠?qū)⑦@部分熱量進(jìn)行有效利用，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于燃煤電廠內(nèi)部運(yùn)行資源的最大化循環(huán)利用，不僅能夠提高燃煤電廠的運(yùn)行效率，余熱利用本身也是節(jié)能環(huán)保工作中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，但從專業(yè)的角度來說，節(jié)能環(huán)保效果的實(shí)現(xiàn)，需要非常專業(yè)的技術(shù)支持，這也是本身展開此項(xiàng)研究的主要原因。

關(guān)鍵詞：燃煤電廠;煙氣;余熱利用;節(jié)能環(huán)保技術(shù)

從節(jié)能環(huán)保的角度上來說，燃煤電廠的余熱利用，需要非常專業(yè)的技術(shù)支持，只有結(jié)合燃煤電廠的實(shí)際情況選取適當(dāng)?shù)沫h(huán)保節(jié)能技術(shù)，才能在保證電廠正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

一、技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

為了取得更好的節(jié)能環(huán)保效果，在相關(guān)技術(shù)的利用方面，包括了煙氣余熱節(jié)能技術(shù)和減排技術(shù)兩種類型，明確更好的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用方向，應(yīng)當(dāng)首先對(duì)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析和研究。

（一）節(jié)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

從實(shí)際情況出發(fā)，我國(guó)的燃煤電廠所排出的煙氣，溫度指標(biāo)范圍上達(dá)到了最低120℃，最高150℃。這種高溫的范圍，也意味著排煙所產(chǎn)生的熱量能源儲(chǔ)備量也是非常大的，在未對(duì)其進(jìn)行充分利用的情況下，這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的熱損失也是整個(gè)電廠運(yùn)行過程中產(chǎn)生損失最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，從技術(shù)應(yīng)用的角度來說，具體的應(yīng)用方法包括了以下三個(gè)方面：第一，在預(yù)熱鍋爐的給水環(huán)節(jié)加大水的供應(yīng)。達(dá)到促進(jìn)省煤氣和空氣預(yù)熱系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行效率的目的，從而使得鍋爐燃燒過程中的整體效率得到提升，這種方案的主要優(yōu)勢(shì)在于，對(duì)于整個(gè)運(yùn)行機(jī)組來說，能夠減少蒸汽的用量，實(shí)現(xiàn)蒸汽作為一種能源更加有效的利用在機(jī)組發(fā)電的環(huán)節(jié)中。另外，對(duì)于冷風(fēng)的余熱環(huán)節(jié)，也有利于提高一次與二次的溫度指標(biāo)，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)鍋爐燃燒效率的提升[1]。從負(fù)面影響的角度上分析，這種方式在實(shí)際應(yīng)用中容易受到客觀條件的限制，在經(jīng)濟(jì)效益的取得上會(huì)受到不利的影響。第二，利用氣體熱交換器作為余熱利用的節(jié)能平臺(tái)，在氣體交換器中，原煙氣對(duì)凈化后的煙氣進(jìn)行熱傳導(dǎo)，使得原煙氣的溫度得到降低，但溫度降低只是一種現(xiàn)實(shí)情況中的表現(xiàn)，實(shí)際上并不能夠達(dá)到節(jié)能的目的[2]。另外，氣體交換器本身也容易發(fā)生阻塞的問題。第三，利用專業(yè)的裝置在煙道區(qū)域進(jìn)行預(yù)熱的回收利用，這種方法在操作中的直接性更強(qiáng)，可操作性也更強(qiáng)，能夠省略脫硫的環(huán)節(jié)，是一種比較有廣泛應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)類型。

（二）減排技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

關(guān)于減排方面的具體技術(shù)類型，也有非常得多樣化，比較典型的代表是高效電源技術(shù)，如三相電源技術(shù)。即通過三項(xiàng)可控的電源，控制高壓整流變一次電壓數(shù)量的額度。并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)于二次電壓數(shù)量的控制作用。在三項(xiàng)的背景下，電力傳輸?shù)钠胶庑院头€(wěn)定性更高。設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行意味著設(shè)備本身的運(yùn)行效率就能夠得到針對(duì)性的提升，提升率可達(dá)到95%左右[3]。另外，利用這種方式還需要考慮極距的問題，同極距的背景下，內(nèi)部電廠的場(chǎng)強(qiáng)和除塵效率都能得到相應(yīng)的提升。這有利于其減排能力的提升。對(duì)于減排工作來說，當(dāng)溫度范圍在90至110℃的范圍內(nèi)時(shí)，低溫?zé)煔獾挠酂崂霉ぷ髂軌蜻_(dá)到最好的效果。

二、煙氣余熱利用系統(tǒng)的節(jié)能分析

在建設(shè)煙氣余熱系統(tǒng)時(shí)，需要首先對(duì)其節(jié)能原理和節(jié)能效果進(jìn)行分析，從而為取得更好的節(jié)能效果提供支持。在進(jìn)行節(jié)能分析的過程中，需要進(jìn)行分析的參數(shù)主要包括了以下幾種類型。

（一）熱力參數(shù)計(jì)算

關(guān)于熱力在計(jì)算的參數(shù)，在具體設(shè)計(jì)中需要將低溫省煤器安裝在鍋爐空預(yù)器的出口處，安裝位置，水平煙道區(qū)域，按照煙道的數(shù)量分別布置一臺(tái)低溫省煤器。安裝中不僅要注意省煤器本身的設(shè)備選用，更要注意相關(guān)參數(shù)和系數(shù)的合理調(diào)節(jié)和確認(rèn)。一方面要保證省煤器本身在運(yùn)用的過程中質(zhì)量水平達(dá)到一定的穩(wěn)定程度，另一方面也要保證設(shè)備運(yùn)用時(shí)的具體細(xì)節(jié)參數(shù)達(dá)到設(shè)備運(yùn)行的要求，基于提升設(shè)備運(yùn)用效果的目的，相關(guān)參數(shù)的調(diào)整需要技術(shù)人員通過嚴(yán)格的計(jì)算和測(cè)試，以達(dá)到良好的運(yùn)用效果。

（二）結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算

關(guān)于結(jié)構(gòu)方面的參數(shù)計(jì)算，從煙氣余熱利用的角度上來說，其產(chǎn)生影響的主要因素是取水方式，在選擇時(shí)，如果在進(jìn)口水溫方面選擇較低的溫度值，則能夠起到增大傳熱溫差的作用，從而提高換熱環(huán)節(jié)的效率。但高溫的情況，也容易造成管道本身的腐蝕。當(dāng)選用高溫水在進(jìn)水口進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，則換熱溫差會(huì)得到縮減，但相應(yīng)的，省煤器的換熱效率也會(huì)降低，省煤器與熱力運(yùn)行系統(tǒng)的連接方式方面，串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式均可選用。在選擇應(yīng)用時(shí)，需要技術(shù)人員針對(duì)溫差的問題，結(jié)合實(shí)際做好結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算，并且注意連接方式的合理選用。

（三）節(jié)煤效果的計(jì)算

關(guān)于節(jié)煤效果的計(jì)算工作，在計(jì)算時(shí)需要考慮到冬季和夏季的季節(jié)差異對(duì)節(jié)煤效果造成的影響。在不同的工況背景下，能夠取得的節(jié)煤效果也有所差異，在進(jìn)行具體計(jì)算時(shí)，要注意如遇到夏季工況，則計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)將汽輪機(jī)工況圖中的熱平衡圖作為主要參考依據(jù)，并且重點(diǎn)關(guān)注低溫省煤器的運(yùn)行狀態(tài)。按照水流的方向和流程，計(jì)算抽汽量指標(biāo)。并進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比，最終確定節(jié)煤的百分比情況。而對(duì)于冬季來講，需要采取的取水方案為凝結(jié)水取水方案，在抽汽工況最大化的情況下，取水的具體流程也應(yīng)按照從輸水母管出發(fā)，最終匯入到低加入口的順序進(jìn)行。汁算中所需要參考的指標(biāo)包括了低水系統(tǒng)從熱水網(wǎng)輸水母管取水的水量、除氧器入口凝結(jié)水焓、除氧器出口凝結(jié)水焓、除氧器抽汽焓、除氧器硫水焓。

（四）脫硫塔水資源消耗減少情況計(jì)算

當(dāng)燃煤電廠的整體運(yùn)行系統(tǒng)中的排煙溫度有所降低，則意味著脫硫塔在噴霧降溫環(huán)節(jié)中的水資源消耗量有所降低。這時(shí)可以通過計(jì)算消耗降低的具體情況來判斷節(jié)能的具體執(zhí)行情況，在計(jì)算的具體指標(biāo)中，包括了節(jié)約脫硫水耗指標(biāo)、年累計(jì)節(jié)約水量指標(biāo)、年累計(jì)節(jié)約水效益指標(biāo)。

三、煙氣余熱利用技術(shù)的問題與措施探討

在現(xiàn)階段的煙氣余熱利用技術(shù)中，還存在一些問題與不足，下文首先提出所存在的具體問題，隨后進(jìn)一步就相應(yīng)的解決措施進(jìn)行分析。

（一）低溫腐蝕問題與措施分析

對(duì)于鍋爐來說，煙氣的露點(diǎn)溫度是非常重要的，這一溫度指標(biāo)也是造成低溫腐蝕問題的主要因素。在長(zhǎng)期的研究和發(fā)展中，關(guān)于露點(diǎn)溫度指標(biāo)的計(jì)算方法具有多種不同的類型。被廣泛應(yīng)用公式中，包括了酸露點(diǎn)溫度、水露點(diǎn)溫度、折算硫份、折算灰份、飛灰份額幾項(xiàng)主要指標(biāo)[4]。在有了基礎(chǔ)的計(jì)算數(shù)據(jù)作保障的前提下，省煤器的灌輸材料也是減低腐蝕傷害的有效方法。一般選用ND耐腐蝕鋼，按照有限腐蝕的思路，針對(duì)年腐蝕率指標(biāo)進(jìn)行控制。要求年腐蝕速率不得高于0.2mm。另外，應(yīng)當(dāng)針對(duì)低溫省煤器的溫度指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般將進(jìn)水口的溫度控制在70℃以上，這一溫度指標(biāo)界定，主要是為了回避受熱面管束的最低壁溫，將嚴(yán)重低溫區(qū)域的腐蝕問題進(jìn)行控制。最后，從腐蝕的影響因素上來看，溫度因素和沉積物的產(chǎn)生是造成腐蝕的主要因素。溫度越高或沉積腐蝕力度越大，腐蝕作用就越大，在優(yōu)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)從低溫省煤器的出口處煙氣溫度入手進(jìn)行降低，要求低溫受熱面的金屬壁溫度較之煙氣的酸露點(diǎn)溫度高出10℃左右，即可達(dá)到解決低溫腐蝕問題的目的。而要達(dá)到這一目的，關(guān)于排煙環(huán)節(jié)的溫度控制，要達(dá)到95℃。

（二）管束磨損與污染的問題與措施分析

在應(yīng)用低溫省煤器的背景下，煙氣的排放過程中會(huì)含有大量的灰塵，這就意味著灰塵的防控和管束的磨損問題需要采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決。主要的措施和方法有以下三個(gè)方面：第一，針對(duì)煙氣的流速進(jìn)行有效的控制，在運(yùn)行一段時(shí)間后，要注意間歇性的停止運(yùn)行，避免長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行造成管束的磨損。另外，關(guān)于煙氣流速的設(shè)計(jì)，也需根據(jù)具體的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。第二，應(yīng)當(dāng)針對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)本身進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)在于，提升換熱器的焊接質(zhì)量，將換熱器的蛇形管和焊口區(qū)域統(tǒng)一與煙氣流動(dòng)的區(qū)域進(jìn)行隔離，避免產(chǎn)生磨損的問題。

（三）防凍措施

做好供水管道、排氣排污閥門、儀表管道的保溫工作，通過鋪設(shè)保溫層方式其發(fā)生上凍問題。另外，還要針對(duì)受熱面的各組管道機(jī)箱和母機(jī)箱采取保溫措施。當(dāng)設(shè)備停運(yùn)后，要及時(shí)將存水排空，避免由于積水因素造成管道凍裂。

四、結(jié)束語(yǔ)

總的來說，燃煤電廠的煙氣余熱利用需要設(shè)計(jì)人員和技術(shù)人員從管道設(shè)計(jì)、煙氣流量控制等多方面入手，通過協(xié)同調(diào)整達(dá)到充分利用煙氣余熱的效果。這就需要技術(shù)人員了解燃煤電廠的運(yùn)行需求，做到結(jié)合實(shí)際完成節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)的效果。

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