火力发电厂烟气余热利用与应用探讨

姚雪骏 李强

摘要：现当今，随着我国经济的飞速发展，城市化建设的不断加快，人们的生活水平、生活质量的不断提高，在很大程度上促进着能源的消耗。随着能源的不断消耗，节能降耗成为当前工作的重点。火力发电厂作为能源消耗的主要力量，如何通过合理的设计，科学合理的利用烟气余热，来提高机组的运行效率、減少煤耗、成为节能降耗的重要举措。通过合理利用烟气余热，不仅能够提高我国能源的利用率，而且还为我国的后续发展提供了强有力的保障。

关键词：火力发电厂;烟气余热利用;应用

引言

锅炉排烟温度高而造成的排烟余热问题，成为当前火力发电厂中需要解决的难题之一。锅炉排烟造成的热损失，也加剧了电厂的能源消耗。因此，实现电厂系统的优化设计，对烟气余热进行合理的回收利用，不仅能够实现机组效率的提高，还能有效降低能源消耗，实现节能减排的目的。本文分析了烟气余热利用的主流应用技术，并从经济、环保的角度，对其在火力发电厂的具体应用价值进行了研究和探讨，以期对提升电厂烟气余热利用率有一定的积极意义。

1目前火力发电厂的余热利用情况

我国想要全方位提升对余热的有效利用，就需要对火力发电厂的发电环节进行足够的了解，包括设备的使用情况和设备的各种功能都需要进行记录，这样才能对火力发电厂的设备进行适当的调整。首先是火力发电厂的排烟设备，我国一直一来采用的排烟设备就是随处可见的烟囱，烟囱在排烟过程中起到的作用就是排走烟气，改善锅炉内的燃烧条件。关于排烟设备的选择，我国可以多了解外国的技术，比如国外的火力发电厂并不使用烟囱进行排烟，而是让烟气接触到自然风并冷却后，再将处理后的烟气排入大气中，这样是一种比较好的降低余热的方式。所以我国在火力发电厂设备的改良方面可以适当研究国外的优秀技术，再通过利用一些基础原理和调节地域的限制条件发掘出最适合火力发电厂的设备使用方式，但这些的基础就是我国的研究团队对火力发电厂的设备使用情况有很深入的认识，并且很精通发电厂的发电工作。

2利用余热的方式

2.1定期除去设备上灰尘

每个设备都会因为受到老化而影响到设备的总体使用效率，而且火力发电厂又是与人们的生活息息相关的工厂，工厂中的设备就必须要进行定期的防老化处理。定期对工厂中的排烟设备进行吹灰处理，能减少空气中灰尘的吸附量，从而提高设备的排烟效率。除去设备上灰尘的方式分为间接和直接，直接的方式是使用清洁器械刮除管壁上的灰尘沉积物，以保持管道内壁的洁净;间接的方式是将管道拆除后，使用专门的清洁剂对管道内壁进行冲洗，最后再将管道重新安装。相比之下直接的方式会比间接的方式节约更多工作的时间，但是起不到这好的保持效果，所以推荐工厂使用间接的除去设备上灰尘的方式。如果设备表面有积灰并且没有进行及时的清理，就一定会对增大能源的损耗量，烟气不能及时排出就会导致锅炉内的温度不能达到预期的好的效果。所以火力发电厂为了提高工厂的工作效率，对设备进行定期的检查和适当的更换是非常有必要的，同时工厂应该组织专门的技术人员对工厂内部的设备使用情况进行分期的记录，并指出工厂中具体需要进行处理的设备，这样才能对改善工厂中的设备起到巨大的帮助。

2.2烟气余热回收装置

从目前的发展情况来看，国内外已经出现了较多种类的烟气余热利用装置，如热管式、热媒式、焊接板式、吹灰式、回转式等等。在诸多的热换器利用装置中，应用最为普遍的应用就是热媒式和热管式。较之热管式换热器来说，热媒式换热器的使用更为广泛，但同时其运转设备相对较多，工艺复杂，且有较高的维护费用，在系统上也要求较高。相比之下，作为新型的传热元件，与热媒相比，热管的使用效率就更为经济。其能够通过管内工质循环，实现热量的有效传递。并且其有着较高的传导率，是金属当量传导率的几倍。除此以外，与其他众多类型的换热器相比，热管式换热器还有着自身独特的优势，如在中低温条件下对烟气余热回收利用方面性能较好等。因此，在节约成本、高效进行烟气余热回收方面，热管式换热器有着更为广泛的应用前景。

2.3保持设备干燥的工作环境

保持设备干燥的工作环境最优先使用的材料是烟气余热干燥煤，工作原理就是利用一个能自动回转的器械，对设备的内壁进行清理。清理的对象可以是设备表面积攒的灰尘，也可以是设备表面吸附的蒸汽，更好地让设备保持干燥的工作环境。通过对设备内工作环境的温度和湿度进行控制，就能够寻找到最适合余热降温的条件，因为火力发电厂很多设备都需要承受较高的温度，因此在很多设备材料的选择上就很有学问，不仅要选择耐高温的材料，还要选择使用年限较久的材料。烟气余热干燥煤肯定是与烟气能够产生直接接触的，其最终目的是提高设备的干燥程度，为各种设备创造最适宜的工作环境，以此提高材料的利用效率。因为对设备进行干燥会存在一定的干燥周期，在此期间，设备不能进行使用，所以各个工厂应该调整好设备的干燥时间，才方便工厂对后序工作的安排。

3烟气余热回收利用的应用价值分析

3.1节能环保效果

从上图可以看出，给水从换热器的末端进入装置系统，并逐步进入锅炉的底部。首先，在换热器中被加热，尔后温度逐渐升高，进入省煤器时温度就能达到气化，最后再进入锅炉内部。研究表明，当烟气温度达到110℃时，应该保证SO2的浓度控制在1100mg/m3以下，才能避免硫含量超标造成的腐蚀。换言之，硫含量要控制在1%以下，若超过1%，就需要在锅炉内部进行脱硫处理，才能有效降低锅炉排烟中的SO2含量。因为换热器工作时也可能会形成一定的烟气滞留，如果烟气在通道积攒，就很容易造成通道阻塞现象发生，因此在换热器底部安装落灰斗就很有必要。而安装落灰斗，保证其在系统中良好密封性，就能实现除灰效能，保障通道的畅通。使用该烟气余热回收系统，可以实现高于80℃排烟温度，并能去除70%烟尘的，有着较好的环境效益。然后再实现旋风除尘器在后方的应用，就能轻松达到环保烟尘的标准要求。

3.2经济性分析

同样以某1000MW机组为例，吸收塔的入口烟气温度为约120℃，经过喷淋、脱硫，最终降低到50℃排出，在这个过程中浪费了大量的水和热量。而加装了烟气余热回收装置后，换热器烟气侧入口温度120℃，出口温度90℃，水侧入口温度50℃，出口温度100℃。一方面脱硫塔入口烟温降低，在脱硫塔内由于喷淋造成的热损失和水损失大幅度减少;另外一方面，烟气的余热通过换热器被凝结水回收，提高了机组的热效率。从图1中还可以看出来，8号低加出口的凝结水只有部分进入7号低加，因此7号低加用于加热凝结水的蒸汽量就减少了，即减少了从低压缸的抽汽。所以采用了烟气余热换热系统后，机组整体的耗汽量会得到减少。某1000MW机组在增加了烟气余热换热系统后，实现年节水30万吨，煤耗从273g/kWh降低到272g/kWh，此两项一年可节省190万元。而烟气余热系统的改造费用为750万元，因此，4年后可收回成本并实现持续性的利润。

结语

综上所述，火力发电厂烟气余热利用项目符合国家“十三五”发展规划及节能减排的要求，可以满足火力发电厂持续、健康发展及环境保护要求，且具有显著的社会效益和环境效益。因此，火力发电厂应依托现有烟气余热利用条件及管道设施条件，在预定边界条件及价格区间内，采用恰当的低温省煤器技术路线方案，以便最大限度地利用烟气余热，节省前期投资，提高生产运行效益。

参考文献

[1]李光，刁利，吴思竹.火力发电厂烟气余热利用技术方案与经济分析[J].华东电力，2018（11）：2461～2465.

[2]孙海风，李国栋.烟气余热利用在火力发电厂的应用与分析[J].科技创新导报，2018（07）：97，99.

[3]胡松如，吴斌，韩峰，王友才.大型火力发电厂低温余热利用的研究与应用[J].电站系统工程，2019（01）：1～3，6.