文 本刊記者/陳向國
燃煤鍋爐在運行時會排放大量的高溫煙氣,煙氣經(jīng)過除塵、脫硫、濕電除塵后排入大氣,脫硫后排煙溫度約為55℃,煙氣蘊含大量的潛熱,直接排放不僅帶來了能源的浪費,而且由于濕度較高,會形成煙囪冒“白煙”現(xiàn)象?!叭济哄仩t煙氣余熱深度回收和消白技術就是為解決這個問題孕育而生的?!睏钗∥「嬖V記者。
記者:燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術在研發(fā)過程中遇到哪些問題?如何解決的?講述一兩個令人印象深刻的事件或瞬間。
楊巍巍:主要問題有兩個。首先是煙氣熱量的計算,因為燃煤的特點,沒有準確的燃煤成分和煙氣成分,因此在項目研發(fā)階段無法確認煙氣余熱量計算的準確性;其次是由于燃煤煙氣的成分復雜,對噴淋式換熱器的結構、流程、防腐等問題提出了新的要求。我們解決這兩個問題的方式,重點是加強理論研究和模擬計算。通過更廣泛地查閱文獻、理論研究和模擬計算,充分考慮可能遇到的各種問題,形成了一套完整的煙氣熱量計算方法和噴淋式換熱器的設計方法,并在實際項目中應用,驗證這些方法都是準確可行的。由于燃煤項目都是大項目,無法做小試或中試等試驗研究,所以只能以這種方式保證準確性。
印象比較深刻的瞬間是,在第一個項目完成后,為了得到更準確的數(shù)據(jù),帶著各種測試設備對整個系統(tǒng)進行了詳細的測試,其中就包括在40多米的煙道出口測量煙氣參數(shù),并多次調(diào)整。在40多米的平臺上測試了七八天,每天上下十幾次。最終通過理論與實際結合,完善了設計計算模型。
記者:燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術的關鍵技術有哪些?
楊巍?。褐饕獌牲c。一是專用吸收式熱泵。目前,吸收式熱泵余熱回收技術以其高效節(jié)能和具有顯著經(jīng)濟效益的特點,尤為引人注目。吸收式熱泵以溴化鋰溶液作為工質(zhì),對環(huán)境沒有污染,不破壞大氣臭氧層,而且具有高效節(jié)能的特點。溴化鋰吸收式熱泵可以回收利用各種低品位的余熱或廢熱,達到節(jié)能減排的目的。吸收式熱泵以高溫熱源驅(qū)動,把低溫熱源的熱量傳遞給到需要的中溫熱源,從而提高系統(tǒng)能源的利用效率。二是采用直接接觸式噴淋換熱器。天然氣鍋爐排煙溫度在60℃以上,煙氣蘊含大量的潛熱。為克服常規(guī)間壁式換熱器因煙氣冷凝水帶來的嚴重的腐蝕問題及換熱端差大、余熱回收不完全的問題,公司通過理論分析、軟件模擬及實驗的研發(fā)歷程,對直接接觸式換熱器進行了開發(fā)與設計,用以替代間壁式換熱器,較常規(guī)間壁式換熱器,直接接觸式換熱器具備的特點及優(yōu)勢較為顯著。
記者:今年對燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術研發(fā)采取了哪些措施?
楊巍巍:今年的研發(fā)主要做了兩方面的改進。一是制定了燃煤煙氣余熱回收技術的企業(yè)技術標準,對系統(tǒng)設計、關鍵部件設計、加工、安裝等進行了詳細的規(guī)定,并設計了系列化、標準化的噴淋塔,為以后高標準完成類似項目創(chuàng)造了條件。二是對吸收式熱泵做了集成化、大型化的發(fā)展,將用在電廠、熱源廠的吸收式熱泵從民用設備形態(tài)改為了工業(yè)設備形態(tài)。
記者:燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術及應用有哪些榮譽、權威認可?
楊巍?。涸摷夹g獲得數(shù)項專利,入選中國制冷學會節(jié)能環(huán)保技術目錄,榮獲首屆中國節(jié)能環(huán)保創(chuàng)新應用大賽金獎、中國節(jié)能協(xié)會節(jié)能減排科技進步獎一等獎、中國節(jié)能環(huán)保專利獎一等獎、北京市科學技術獎一等獎,獲得“首都藍天行動科技示范工程”榮譽,是2017年度首臺(套)重大技術裝備示范項目。
記者:企業(yè)在技術推廣、市場推廣過程中遇到哪些亟待解決的問題?
楊巍巍:首先是技術模仿廠家比較多,但是技術水平比較差,導致一些項目失敗,引起市場對技術的質(zhì)疑。比如噴淋式換熱器,從運行穩(wěn)定性、安全性、阻力、造價等多方面考慮,選擇空塔噴淋結構,但是需要較強的設計計算能力。部分廠家模仿失敗后(達不到設計效果),聲稱空塔噴淋結構不行,改為造價更高、填料容易出問題、阻力更大的填料塔,雖然技術上更簡單,但造成了整體技術造價高、容易出問題等印象,影響了該技術的推廣。其次是知名度的問題,用戶有需求,但是宣傳力度不夠,導致技術推廣較慢。舉例來說,北京華源泰盟主要業(yè)務在供熱系統(tǒng),因此在北方的銷售網(wǎng)絡和市場推廣較多,南方基本空白。但是類似本項目示范工程天保煙氣余熱回收所利用的技術,也可以用于南方供蒸汽電廠,甚至因為南方經(jīng)濟活力更大,市場更廣泛。由于企業(yè)對南方市場布局很少,基本上屬于一片空白,所以南方用戶對該技術的了解也很少,無法做到有效推廣。
記者:國家節(jié)能環(huán)保中心本次舉辦的重點節(jié)能技術應用典型案例(2019)首場發(fā)布推介服務活動對解決問題有幫助嗎?還有何期待?
楊巍巍:本次推介服務活動對北京華源泰盟的幫助很大。一方面,推廣了成功應用案例,打消了用戶對技術的疑問;另一方面,該活動覆蓋全國,也獲得了本項目的商標、宣傳冊等,為我們?nèi)珖茝V創(chuàng)造了條件。對上面的兩個問題的解決都有很大的促進。期待該活動在全國的影響力越來越大,促使我們的技術推廣更容易。另外,北京華源泰盟在持續(xù)研發(fā)適用市場的新技術,希望能持續(xù)參加、入選新的節(jié)能環(huán)保典型案例。
記者:回憶一下,2015年為什么選擇在濟南熱電北郊熱電廠進行示范工程建設?
楊巍?。?012年公司完成了燃氣煙氣余熱回收技術,隨后計劃想將這一技術向燃煤方向推廣。同時,2014年濟南熱電集團負責人考慮到北郊熱電廠的供熱能力不足,增加供熱能力只能回收煙氣余熱,因此提出這個需求,并提出初步解決思路。這個思路也和北京華源泰盟的技術路線類似,雙方一拍即合,并結合雙方的技術特點對整個技術進行了優(yōu)化,于是在2015年進行了示范工程建設。
記者:嫩江盛燁熱電廠燃煤煙氣余熱深度回收和消白改造系統(tǒng)是該技術成功應用案例之一,請先介紹一下基本情況。
楊巍巍:嫩江盛燁熱電廠是黑河市嫩江縣唯一的供熱熱源,承擔全縣冬季7個月供暖任務,現(xiàn)有3×75t/h+2×130t/hCFB鍋爐及1臺116MW熱水鍋爐,其中2×130t/h+1×116MW鍋爐共用一座煙囪,于2018年新建配套石灰石濕法脫硫及煙氣余熱回收系統(tǒng),余熱系統(tǒng)投資約3250萬元,8月開工,工期4個月。脫硫系統(tǒng)實現(xiàn)超低排放標準,余熱回收系統(tǒng)將脫硫后55℃濕飽和煙氣通過噴淋塔降溫至25℃經(jīng)煙囪排放,熱泵回收煙氣余熱26MW用于加熱熱網(wǎng)水,將50℃熱網(wǎng)回水加熱至66℃,可新增供熱面積52萬m2,同時煙氣含濕量由16%降至3%,減少水汽排放81%,回收煙氣凝水34t/h,經(jīng)過加藥水處理裝置后作為熱網(wǎng)補水全部利用,系統(tǒng)引入煙阻<350Pa。
記者:該項目投資回報及節(jié)能減排效果如何?
楊巍?。罕鞠到y(tǒng)于2×130t/h燃煤蒸汽鍋爐+116MW燃煤熱水鍋爐煙氣脫硫裝置后配置一套余熱回收系統(tǒng),系統(tǒng)核心設備包含1臺噴淋塔(φ10.4m×24.0m),2臺熱泵機組(11.0m×4.0m×9.0m)。煙氣余熱回收系統(tǒng)年回收39.4萬GJ余熱,折合節(jié)約標煤1.34萬t,項目總投資4100萬元,凈收益1792萬元,靜態(tài)投資回收期2.3年。2×130t/h鍋爐在95%以上負荷時,回收煙氣余熱量可達到27MW,排煙溫度27.5℃;在鍋爐低負荷時,可將排煙溫度降至21℃,實現(xiàn)最大能力回收煙氣余熱;噴淋塔進行回收煙氣余熱的同時對煙氣進行洗滌,可吸收煙氣中的污染物(SO2、NOX、粉塵)實現(xiàn)減排,整個系統(tǒng)可實現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、消白減排的多重效果。