关于燃煤电厂烟气余热利用节能及环保技术研究

苗庆华

摘要：在燃煤电厂运行过程中，烟气余热从消极角度看虽然属于环境污染的问题之一，但如果能够将这部分热量进行有效利用，就能够实现对于燃煤电厂内部运行资源的最大化循环利用，不仅能够提高燃煤电厂的运行效率，余热利用本身也是节能环保工作中的一项重要内容，但从专业的角度来说，节能环保效果的实现，需要非常专业的技术支持，这也是本身展开此项研究的主要原因。

关键词：燃煤电厂;烟气;余热利用;节能环保技术

从节能环保的角度上来说，燃煤电厂的余热利用，需要非常专业的技术支持，只有结合燃煤电厂的实际情况选取适当的环保节能技术，才能在保证电厂正常运行的基础上实现节能环保的目标。

一、技术应用现状

为了取得更好的节能环保效果，在相关技术的利用方面，包括了烟气余热节能技术和减排技术两种类型，明确更好的技术开发和应用方向，应当首先对相关技术的应用现状进行分析和研究。

（一）节能技术应用现状

从实际情况出发，我国的燃煤电厂所排出的烟气，温度指标范围上达到了最低120℃，最高150℃。这种高温的范围，也意味着排烟所产生的热量能源储备量也是非常大的，在未对其进行充分利用的情况下，这一环节产生的热损失也是整个电厂运行过程中产生损失最大的一个环节，从技术应用的角度来说，具体的应用方法包括了以下三个方面：第一，在预热锅炉的给水环节加大水的供应。达到促进省煤气和空气预热系统的循环运行效率的目的，从而使得锅炉燃烧过程中的整体效率得到提升，这种方案的主要优势在于，对于整个运行机组来说，能够减少蒸汽的用量，实现蒸汽作为一种能源更加有效的利用在机组发电的环节中。另外，对于冷风的余热环节，也有利于提高一次与二次的温度指标，从而进一步实现锅炉燃烧效率的提升[1]。从负面影响的角度上分析，这种方式在实际应用中容易受到客观条件的限制，在经济效益的取得上会受到不利的影响。第二，利用气体热交换器作为余热利用的节能平台，在气体交换器中，原烟气对净化后的烟气进行热传导，使得原烟气的温度得到降低，但温度降低只是一种现实情况中的表现，实际上并不能够达到节能的目的[2]。另外，气体交换器本身也容易发生阻塞的问题。第三，利用专业的装置在烟道区域进行预热的回收利用，这种方法在操作中的直接性更强，可操作性也更强，能够省略脱硫的环节，是一种比较有广泛应用价值的技术类型。

（二）减排技术应用现状

关于减排方面的具体技术类型，也有非常得多样化，比较典型的代表是高效电源技术，如三相电源技术。即通过三项可控的电源，控制高压整流变一次电压数量的额度。并进一步实现对于二次电压数量的控制作用。在三项的背景下，电力传输的平衡性和稳定性更高。设备的稳定运行意味着设备本身的运行效率就能够得到针对性的提升，提升率可达到95%左右[3]。另外，利用这种方式还需要考虑极距的问题，同极距的背景下，内部电厂的场强和除尘效率都能得到相应的提升。这有利于其减排能力的提升。对于减排工作来说，当温度范围在90至110℃的范围内时，低温烟气的余热利用工作能够达到最好的效果。

二、烟气余热利用系统的节能分析

在建设烟气余热系统时，需要首先对其节能原理和节能效果进行分析，从而为取得更好的节能效果提供支持。在进行节能分析的过程中，需要进行分析的参数主要包括了以下几种类型。

（一）热力参数计算

关于热力在计算的参数，在具体設计中需要将低温省煤器安装在锅炉空预器的出口处，安装位置，水平烟道区域，按照烟道的数量分别布置一台低温省煤器。安装中不仅要注意省煤器本身的设备选用，更要注意相关参数和系数的合理调节和确认。一方面要保证省煤器本身在运用的过程中质量水平达到一定的稳定程度，另一方面也要保证设备运用时的具体细节参数达到设备运行的要求，基于提升设备运用效果的目的，相关参数的调整需要技术人员通过严格的计算和测试，以达到良好的运用效果。

（二）结构参数计算

关于结构方面的参数计算，从烟气余热利用的角度上来说，其产生影响的主要因素是取水方式，在选择时，如果在进口水温方面选择较低的温度值，则能够起到增大传热温差的作用，从而提高换热环节的效率。但高温的情况，也容易造成管道本身的腐蚀。当选用高温水在进水口进行应用时，则换热温差会得到缩减，但相应的，省煤器的换热效率也会降低，省煤器与热力运行系统的连接方式方面，串联和并联两种方式均可选用。在选择应用时，需要技术人员针对温差的问题，结合实际做好结构参数的计算，并且注意连接方式的合理选用。

（三）节煤效果的计算

关于节煤效果的计算工作，在计算时需要考虑到冬季和夏季的季节差异对节煤效果造成的影响。在不同的工况背景下，能够取得的节煤效果也有所差异，在进行具体计算时，要注意如遇到夏季工况，则计算时应当将汽轮机工况图中的热平衡图作为主要参考依据，并且重点关注低温省煤器的运行状态。按照水流的方向和流程，计算抽汽量指标。并进行相应的对比，最终确定节煤的百分比情况。而对于冬季来讲，需要采取的取水方案为凝结水取水方案，在抽汽工况最大化的情况下，取水的具体流程也应按照从输水母管出发，最终汇入到低加入口的顺序进行。汁算中所需要参考的指标包括了低水系统从热水网输水母管取水的水量、除氧器入口凝结水焓、除氧器出口凝结水焓、除氧器抽汽焓、除氧器硫水焓。

（四）脱硫塔水资源消耗减少情况计算

当燃煤电厂的整体运行系统中的排烟温度有所降低，则意味着脱硫塔在喷雾降温环节中的水资源消耗量有所降低。这时可以通过计算消耗降低的具体情况来判断节能的具体执行情况，在计算的具体指标中，包括了节约脱硫水耗指标、年累计节约水量指标、年累计节约水效益指标。

三、烟气余热利用技术的问题与措施探讨

在现阶段的烟气余热利用技术中，还存在一些问题与不足，下文首先提出所存在的具体问题，随后进一步就相应的解决措施进行分析。

（一）低温腐蚀问题与措施分析

对于锅炉来说，烟气的露点温度是非常重要的，这一温度指标也是造成低温腐蚀问题的主要因素。在长期的研究和发展中，关于露点温度指标的计算方法具有多种不同的类型。被广泛应用公式中，包括了酸露点温度、水露点温度、折算硫份、折算灰份、飞灰份额几项主要指标[4]。在有了基础的计算数据作保障的前提下，省煤器的灌输材料也是减低腐蚀伤害的有效方法。一般选用ND耐腐蚀钢，按照有限腐蚀的思路，针对年腐蚀率指标进行控制。要求年腐蚀速率不得高于0.2mm。另外，应当针对低温省煤器的温度指标进行严格控制，一般将进水口的温度控制在70℃以上，这一溫度指标界定，主要是为了回避受热面管束的最低壁温，将严重低温区域的腐蚀问题进行控制。最后，从腐蚀的影响因素上来看，温度因素和沉积物的产生是造成腐蚀的主要因素。温度越高或沉积腐蚀力度越大，腐蚀作用就越大，在优化设计中，应当从低温省煤器的出口处烟气温度入手进行降低，要求低温受热面的金属壁温度较之烟气的酸露点温度高出10℃左右，即可达到解决低温腐蚀问题的目的。而要达到这一目的，关于排烟环节的温度控制，要达到95℃。

（二）管束磨损与污染的问题与措施分析

在应用低温省煤器的背景下，烟气的排放过程中会含有大量的灰尘，这就意味着灰尘的防控和管束的磨损问题需要采取针对性的措施进行解决。主要的措施和方法有以下三个方面：第一，针对烟气的流速进行有效的控制，在运行一段时间后，要注意间歇性的停止运行，避免长时间的连续运行造成管束的磨损。另外，关于烟气流速的设计，也需根据具体的运行状态进行合理的设计。第二，应当针对换热器结构本身进行优化设计，设计的关键点在于，提升换热器的焊接质量，将换热器的蛇形管和焊口区域统一与烟气流动的区域进行隔离，避免产生磨损的问题。

（三）防冻措施

做好供水管道、排气排污阀门、仪表管道的保温工作，通过铺设保温层方式其发生上冻问题。另外，还要针对受热面的各组管道机箱和母机箱采取保温措施。当设备停运后，要及时将存水排空，避免由于积水因素造成管道冻裂。

四、结束语

总的来说，燃煤电厂的烟气余热利用需要设计人员和技术人员从管道设计、烟气流量控制等多方面入手，通过协同调整达到充分利用烟气余热的效果。这就需要技术人员了解燃煤电厂的运行需求，做到结合实际完成节能环保设计的效果。

参考文献：

[1]单永华.吸收式热泵技术在燃煤机组烟羽治理中的应用分析[J].节能与环保，2019（6）

[2]关天罡基于冷凝换热的燃煤烟气凝水回收与污染物协同控制技术研究及应用[J].华北电力技术，2017 （12）

[3]史佳宾.练纯青，郑秀平，etal.锅炉烟气余热利用研究与应用[J]山东工业技术，2017 （17）：268-268.

[4]刘震.火电厂烟气脱硫脱硝技术应用与节能环保[J]，价值工程，2019 （23）：169-170.