锅炉烟气余热的回收利用

2019-09-09蔡新桃渠怀迪

中小企业管理与科技 2019年22期

蔡新桃，渠怀迪

（中国轻工业长沙工程有限公司，长沙410114）

1 引言

热电联产是重要的节能措施，但同时也是能源消耗大户。热电站中能源消耗的主要设备为锅炉，目前锅炉热效率已经由70%提高至90%，为节能减排做出了重要贡献。锅炉热损耗包含五个方面：55%的排烟损失、不足1%的化学未完全燃烧损失、30%的机械未完全燃烧损失、5%的散热损失和10%的灰渣热损失。由此可知，排烟损失是锅炉热损失最大的部分。根据计算，若将排烟温度每降低15℃，锅炉热效率可提高1%，对节能环保非常有利。

2 排烟温度降低的受限因素

燃料中硫经过燃烧生成SO2和SO3，SO3与水蒸气结合形成硫酸蒸汽。若排烟温度过低，当锅炉尾部受热面的金属壁面温度低于酸露点，形成低温腐蚀，腐蚀钢材、损坏设备，且使受热面外表潮湿，加剧粉尘在受热面上的黏附和堵塞。故在进行烟气余热利用装置选型时，应先考虑低温腐蚀问题。

3 烟气酸露点温度计算

据冯俊凯主编的《锅炉原理及计算》中的推荐公式[1]，烟气露点计算公式如下：

4 目前常用的低温省煤器

目前，常用的低温省煤器有四种。直接管式换热器，是将部分主凝结水送到锅炉尾部的管式换热器，凝结水在换热器内吸收热量，降低烟气温度，凝结水自身被加热后返回低加系统。热管换热器，在相对独立的单根密闭构件内，利用相变工质汽化潜热传递热量。相变换热器，在多根并联的密闭管排束构件内，利用相变工质汽化潜热传递热量。间接管式换热器，是将除盐水送到锅炉尾部的换热器，水在换热器内吸收热量，降低烟气温度，水自身被加热升温。

5 实际工程应用

在总承包工程《上海太平洋化工（集团）淮安元明粉公司能量系统优化技改项目》中应用了低温省煤器。该项目选用的是间接管式换热器。

项目规模：1×75t/h CFB+ B7-3.43/0.49 型汽轮发电机组。锅炉主要参数：额定蒸发量为75t/h；蒸汽出口压力为3.82MPa(g)，出口温度为450℃；给水温度为130℃；一次热风温为150℃；二次热风温为150℃；排烟温度为140℃。

本工程烟气处理工艺包括：SNCR 脱硝系统+布袋除尘器+引风机增压+低温省煤器+双碱法湿法脱硫装置，湿法脱硫塔后出口烟温为50℃。低温省煤器选型：烟气流量Q1=16 万m3/h，进口烟温t1=135℃，出口烟温t1=95℃，给水流量Q2=65t/h。

本工程设计煤种元素分析如下：Car 57.51%，Har3.41%，Oar6.68%，Nar 1.0%，Sar 1.02%，Aar 21.38%，Mar9.0%，Qnet,ar=21685kJ/kg。

根据上述酸露点计算公式，计算得出烟气露点：tld=94.43℃。

根据热力计算得到锅炉在额定负荷下的烟气量为103659Nm3/h,140℃时的烟气体积为156817m3/h。

考虑安全裕量，应确保锅炉尾部换热器的最低壁温不低于95℃（本工程选取的酸露点偏低，应取100℃）。

本工程中烟气中可回收的热量具体计算详见下表1。

回收烟气中热值需增加的多消耗功率详见表2。

实际回收能量及折算标煤量详见表3。

表1 烟气中可回收热量计算表

表2 回收烟气中热值需增加的多消耗功率

表3 实际回收能量及折算标煤量

6 计算中应注意的问题

很多改造项目常把低温省煤器布置在引风机出口和脱硫塔之前，原因如下：第一，此处空旷，易施工，可和脱硫系统一起改造；第二，烟气中含尘量少，可减少吹灰次数，提高换热器换热效率[2]。实际烟气经过布袋除尘器后，飞灰量一般为30mg/Nm3（可认为是0），但在计算烟气露点时，飞灰系数还是按照锅炉厂提供的0.6 选取，会使计算出的酸露点偏低2.5℃。

引风机出口烟气压为正值，按脱硫塔阻力1500Pa 考虑，引风机出口压力约2500Pa（含烟道、脱硫塔、低温省煤器阻力等），若烟气压力按大气压取值，会导致酸露点偏低0.5℃。

上述两种情况会导致计算得到的酸露点低于实际的酸露点温度，造成低温省煤器的腐蚀，在计算时应注意。