[實用新型]一種利用低品位煙氣余熱的裝置

有效

• 申請號: 201220431989.8
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN202733874U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 閆愛軍;翟北鴻;劉立鵬;扶廷喜;趙文亮;丁德
• 申請（專利權）人: 陜西電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: F22D1/02
• 分類號: F22D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型屬于余熱利用領域，涉及一種煙氣余熱再利用裝置，尤其是一種利用低品位煙氣余熱的裝置。

背景技術

我國經濟快速增長，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環境代價，經濟發展與資源環境的矛盾日趨尖銳，群眾對環境污染問題反應強烈。進一步加強節能減排工作，也是應對全球氣候變化的迫切需要，是我國應該承擔的責任。節能減排對我國實現有好又快經濟發展至關重要，也是當前一項需要迫切解決的問題。

《“十二五”節能減排綜合性工作方案》要求，“十二五”期間，實現節約能源6.7億噸標準煤，單位國內生產總值能耗降低16—18%。

火力發電廠是耗煤大戶。一臺330MW機組設計燃料消耗量141.3t/h（BMCR工況），年利用小時按照5000小時計算，每年耗煤706500t。鍋爐總熱損失6.20%，其中干煙氣熱損失4.73%，占總熱損失的76.29%。因此，排煙損失是鍋爐運行中最重要的一項熱損失。如果將煙氣余熱加以利用，以每臺機組每年節約2000t，按照500元/t計算，每年節約100萬元，經濟效益顯著。

我國火力發電廠的很多鍋爐排煙溫度都超過設計值較多。為了降低排煙溫度，減少排煙損失，提高火力發電廠的運行經濟性，已有電廠在煙道上加裝低溫省煤器。具體方案為：凝結水在低溫省煤器內吸收排煙熱量，降低排煙溫度，自身被加熱、升高溫度后再返回汽輪機低壓加熱器系統，代替部分低壓加熱器的作用。在發電量不變的情況下，可節約機組的能耗。同時，由于進入脫硫塔的煙溫下降，還可以節約脫硫工藝水的消耗量。

山東某兩臺容量100MW發電廠在尾部加裝了低溫省煤器。凝結水取自2號和3號低壓加熱器，經布置在除塵器前的低溫省煤器加熱后進入除氧器。

國外低溫省煤器技術較早就得到了應用。在蘇聯為了減少排煙損失而改裝鍋爐機組時，在鍋爐對流豎井的下部裝設低溫省煤器供加熱熱網水之用。德國Schwarze?Pumpe電廠2×855MW褐煤發電機組在靜電除塵器和煙氣脫硫塔之間加裝了煙氣冷卻器，利用煙氣加熱鍋爐凝結水，其原理同低溫省煤器一致。德國科隆Nideraussem1000MW級褐煤發電機組采用分隔煙道系統充分降低排煙溫度，把低溫省煤器加裝在空氣預熱器的旁通煙道中，在煙氣熱量足夠的前提下引入部分煙氣到旁通煙道內加熱鍋爐給水。日本的常陸那珂電廠采用了水媒方式的管式GGH。煙氣放熱段的GGH布置在電氣除塵器上游，煙氣被循環水冷卻后進入低溫除塵器（煙氣溫度在90～100℃左右），煙氣加熱段的GGH布置在煙囪入口，由循環水加熱煙氣。煙氣放熱段的GGH的原理和低溫省煤器一樣。

低溫省煤器盡管在國內和國外已經有運用業績，但上述的例子中我們發現，在德國鍋爐排煙溫度較高，均達到170℃左右（這些鍋爐燃用的是褐煤），而加裝低溫省煤器后排煙溫度下降到100℃左右。日本的情況是鍋爐設計排煙溫度不高（125℃左右），經過低溫省煤器后煙氣溫度可降低到85℃左右。

低溫省煤器布置方式有兩種，一是在除塵器的進口，如日本的不少大型火電廠，如常陸那珂電廠（1000MW）和Tomato-Atsuma電廠（700MW）等都有類似的布置。即可提高電氣除塵器的運行收塵效率，又能使其煙道、引風機、增壓風機等的容量也可相應減少，降低了運行廠用電。據計算，每臺機組節約引風機和增壓風機廠用電共約500kW。存在的問題是腐蝕，有可能使除塵器、煙道、引風機、增壓風機均存在腐蝕的風險。另一種安裝方式是在脫硫吸收塔的進口前。如德國一些燃燒褐煤的鍋爐將低溫省煤器布置在吸收塔入口。低溫省煤器將煙氣溫度從160℃降低到100℃后進入吸收塔，被煙氣加熱的凝結水再加熱冷二次風。優點在于飛灰對管壁的磨損程度將大大減輕。

某1000MW機組，工程設計煙氣換熱器安裝在除塵器的進口。回收的熱量為：29.7MW。考慮到由于低溫省煤器的熱量進入回熱系統后降低了機組的回熱效果，采用低溫省煤器后熱耗從7356KJ/KWh減少到7320KJ/KWh。由于低省輸入了部分熱量導致熱耗減少了36KJ/KWh，由此降低發電標準煤耗1.4g/kWh，以500元/噸的標煤價計算，如年有效運行小時為5500h（每年機組負荷在75%以上的小時數），則每臺機組全年的燃料成本可下降約385萬元。但是一次性投資高達2500萬元，考慮到投資回收時間較長，此方案不建議采用。

可見，現有技術采用低溫省煤器加熱凝結水達到煙氣余熱利用的目的。存在的問題是，一次性投資高，投資回收時間較長的問題。造成其問題的根本原因是凝結水量大，被加熱后溫升小，造成換熱器的效率低。

實用新型內容