300MW循环流化床锅炉烟气余热回收节能改造技术探究

2021-04-03季海龙

中国设备工程 2021年14期

季海龙

（大唐鸡西第二热电有限公司，黑龙江鸡西 158150）

随着我国能源价格的持续上升，煤炭价格一直比较高，煤炭资源使用中提出了提高利用率的要求，同时我国提出节能减排与环境保护，这对煤炭资源的使用提出了较高要求。本文以电厂电站为分析对象，专门针对煤炭使用中的设备提出节能改造，电站中的300MW循环流化床锅炉最容易产生能耗，其中锅炉烟气带走了大量的热量，产生热损耗，这时采取预热回收节能改造技术，提高余热的利用率。

1 项目内容分析

该项目为某电站内2×300MW循环流化床锅炉，锅炉燃烧后经过过滤处理后直接排放，没有做余热回收处理，在节能改造方面存在很大的欠缺。项目中对2×300MW循环流化床机组进行了分析，该项目为热电联产机组，炉型是哈尔滨锅炉厂提供的HG-1025/17.5-L.MG43型、全钢架悬吊结构的循环流化床锅炉。锅炉燃烧时采用的是混合煤质，锅炉运行时产生的最大蒸发量达到1025t/h，锅炉系统中平均排烟温度约130℃。该电站内300MW循环流化床锅炉每年产生的余热浪费非常多，因此项目中提出技术改造，针对循环流化床锅炉余热实行节能改造回收，最大化地实现节能减排。

2 节能改造的必要性

该电站改造项目中300MW循环流化床锅炉烟气余热回收节能改造有很大的必要性，从3个方面分析项目节能改造的必要性。第一是热水需求量变大，经过数据统计后发现每日热水销售量最大达到1600t，1号300MW循环流化床锅炉烟气余热系统加热后每天能够提供最大的水量为1440t，再加上实际生活中有辅助调峰工作，实际每天能够提供的热水供给仅为1000t，很难满足日常生活中的热水需求，直接影响到热水市场的供应。热水市场的需求越大，锅炉运行面临的压力就越大，从而产生了大量的烟气余热浪费，这说明了烟气余热回收节能改造的必要性。

第二锅炉排烟温度高产生余热浪费，该项目从2015年10月就完成了1号300MW循环流化床锅炉的烟气余热回收工作，在很大程度上降低了锅炉排烟的温度，烟气余热回收节能改造技术比较成功，2号循环流化床锅炉目前的运行状态中发现，炉空预器下侧排烟温度最高值仍旧超出设计标准20℃，说明2号循环流化床锅炉余热回收方面有很大的节能改造潜力。

第三电站效益作用下对300MW循环流化床锅炉余热回收提出了节能改造的要求。案例中1号锅炉烟气余热回收系统负责加热生活热水、加热凝结水，凝结水加热的过程中回收的热量重新送回到汽机回热系统内，1号锅炉烟气余热回收系统还负责加热电厂内的小热网，取代热网抽汽功能。该电站提出了效益最大化的要求，供热期1号锅炉烟气余热回收主要提供热水，主要对2号锅炉实行烟气余热回收改造，用于提高锅炉运行的效益。2号锅炉烟气余热回收后在供热时期辅助1号锅炉生产热水，剩余的热量要全部回收到汽机的热网系统内，不在供热期时2号锅炉烟气余热回收主要用于生产热水，1号锅炉余热辅助生产热水，此时，1号锅炉回收剩余的余热全部回收到汽机回热系统，这样提高了1号锅炉与2号锅炉烟气余热回收节能改造的效率。该项目中电站1号和2号300MW循环流化床锅炉烟气余热回收节能改造中，通过改变两个锅炉烟气余热回收的方式实现余热最大效率的利用，以便发挥余热回收的经济效益。2号锅炉余热回收节改造项目比1号锅炉改造项目少，目的是减少工程的总成本，保证节能改造项目的经济效益。

3 节能改造的相关技术

本文从以下几个方面探讨该案例中300MW循环流化床锅炉余热回收节能改造技术的方案。烟气余热回收后主要用于热水供应，降低排烟口的温度，提高烟气余热回收的利用效率。

（1）锅炉系统内引风机进口烟道位置处需安装低温省煤器，案例中设计的是螺旋翅片式的排列方式，每个对应的烟道中都要合理安装省煤器。

（2）为了提高锅炉余热回收节能改造的水平，该案例对加热管网实行闭式回路改造和开式回路改造两种。烟气余热回收应用到热水系统中，热水系统的水温为50℃，这时容易产生低温腐蚀，采用闭式循环设计，在回路中安装循环水泵，解决低温腐蚀的问题。烟气余热回收系统与热网的板式换热器连接起来，促使水温可以加热到70℃，构成开式热水循环系统，循环系统加装调节阀门，控制热水使用。

（3）该案例项目中烟气余热回收节能改造中增加生活用水系统，同样采用闭式和开式设计的方法。省煤器进出水的中间位置安装板式换热器，这样形成闭合回路。开式回路设计中要增设低温生活水的引出管，引出位置在化学纤维过滤器出口母管的位置，这样2号300MW循环流化床锅炉烟气余热回收后经过板式换热器产生热交换，能够实现低温生活水到高温生活水的转换。

（4）项目节能改造中为2号锅炉提供膨胀水箱设计，专门供2号锅炉的烟气余热闭式循环系统使用，提高烟气余热回收的效率，更重要的是确保余热回收节能改造的高效性。

（5）节能改造设计中为2号循环流化床锅炉安装与1号锅炉相同的加固方法，把低温省煤器安装到原本的垂直烟道上，落实框架及框架基础校对工作，加强锅炉节能改造设计。该项目中，锅炉系统中安装了两台引风机，引风机都为两进一出结构，低温省煤器可以划分为4个独立模块，这样垂直烟道可以划分成四路。

（6）项目改造中为了提高烟气余热回收后换热效果，以便做到能源节约，采用模块化的方法安装螺旋片，把省煤器安装到引风机的入口位置，避免烟气温度过低而出现低温腐蚀，改造设计中所有的省煤器换热部件都要选用ND钢。低温省煤器的进口水管位置安装给水调节系统，给水调节系统和省煤器的排烟温度联动，收集烟气时温度比104℃低时，联动系统会降低省煤器内的水量，烟气温度比104℃高时，增加水量。

（7）节能改造中2号锅炉的余热回收系统中，从热网水供水管道上安装流量计、远传温度、调节门以及手动门，确保供水管道有调节功能，2号烟气余热回收系统需在热网水回水管上安装远传温度，1号锅炉的冷渣器冷却系统中，在供水管道上加装调节阀门、手动阀门，低温省煤器入口烟气测点位置测量烟气温度，记录烟气温度样本。

4 节能改造后的效益分析

300MW循环流化床锅炉余热回收经过节能改造后取得了一定的效益，该改造方案能够降低排烟温度，经过样本采集后发现排烟温度降低了26℃。锅炉余热回收节能改造项目中，低温省煤器入口的温度平均值是130℃，排烟道出口的温度为104℃，热水网进水温度是50℃，出水温度是70℃，生活热水闭式回路中，回水温度是70℃，出水100℃，生活用水冬季为2℃，夏季20℃，出水 85℃。该案例节能改造后更加注重技术安全，对1号锅炉和2号锅炉实行余热回收节能改造后，比原本系统设计中获取的热量高出12.6GJ/h，在冬季供暖期锅炉可创造可观的效益，非供热期时调整1号与2号锅炉的余热回收方式，预计每天热水供应1100t，有效提高了节能改造项目效益以及投资回报效益。项目节能改造以后经济效益得到提升，具有节能降耗的作用，还能提高方案的可靠性、安全性。