李新家 中冶京诚（秦皇岛）工程技术有限公司 066004

电站燃气锅炉废热的回收利用

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如何充分回收锅炉废热，减少热量损失，从而有效地提高锅炉效率，是电站企业的课题。本文从锅炉排污水热量的利用及锅炉排烟热量的利用两个方面介绍锅炉废热利用情况。

锅炉；废热回收；节能降耗

1 前言

钢铁企业自备电站燃气锅炉的燃料为高炉煤气，按钢铁企业的煤气平衡，锅炉炼钢产生副产品——高炉煤气，高炉煤气作为钢铁企业的炼钢、炼铁的自用外，还有剩余。为充分利用剩余煤气，减少剩余煤气的放散，钢铁企业建设自备电站，设计燃气锅炉，煤气在锅炉炉膛燃烧，将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽进入汽轮发电机，实现热能、机械能到电能的转换，为企业提供部分电力，实现有限资源最大价值。

锅炉的连续排污水一般只占到锅炉容量的1%～2%，在电站锅炉系统设计中，一般采用直接排到排污扩容器，扩容减压后排至排污井，然后排至下水道，排污水热量没得到利用。

燃气锅炉的排烟温度一般为150～160℃，经引风机排至烟囱，烟气热量白白浪费。

下面按2台130t/h中压锅炉计算以上两部分的热量回收利用。

2 锅炉排污水热量的回收

蒸汽锅炉130t/h共2台，排污率取2%，则锅炉排污水流量

锅炉排污水焓取锅炉汽包压力4.4MPa下的饱和水焓hbl=1102kJ/kg.

排污扩容器排污水焓取排污扩容器压力Pbl=0.2MPa下的饱和水焓hn=505kJ/ kg，对应温度120℃。

排污扩容器二次蒸汽的焓hf=2706 kJ/kg。

热平衡式:Dbl×hbl=Df×hf+ Dn× hn

物质平衡:Dbl- Dn=Df

联合上述两式，得:

按《锅炉房设计规范》GB 50041-2008要求，锅炉排污水应降至小于40℃排放。设置排污水冷却器（即水——水换热器），间接加热部分锅炉补给水（20℃加热至30℃），回收锅炉排污水热量为

3.79×（120-40）×1.163×0.98=345kW

折合标煤 345×1000/1.163/7000/ 0.9=47kg/h

年节约标煤:47kg/h×8000h/ 1000=376t/h

标煤价按800元/t折算，年折合收益600×376/10000=22.56万元，基础投资(换热器、阀门、管道)不超过8万元，对企业具有明显的效益。

3 锅炉排烟热量的回收

130t/h电站锅炉，燃料为高炉煤气，钢铁企业高炉煤气经过炉顶余压发电（TRT）后，压力～30kPa，经煤气柜、厂区管网输送至电站锅炉，温度一般为常温，取20℃。

燃气锅炉的排烟温度一般为150～160℃，在锅炉尾部设置煤气预热器，利用排烟热量间接加热煤气，使入炉煤气温度提高，此而提高锅炉效率，减少煤气耗量或提高蒸汽产量，提高发电量。

若160℃锅炉烟气经引风机排至烟囱，烟气热量白白浪费。考虑回收烟气废热，预热锅炉燃料——高炉煤气，设计选用“煤气预热器”，通过烟气与煤气的间接换热，降低烟气的温度（从160℃降到100℃），煤气温度从20℃提高到60℃，从而回收的烟气热量。

130t/h燃气锅炉，排烟量为380000m3/h ，排烟温度从160℃降至100℃。

按2台130t/h锅炉计算，排烟温度为160℃时，烟气流量为2×380000 m3/ h，

烟囱上口径:

注:ω——烟囱出口烟气流速，取18m/s。

按2台130t/h锅炉计算，排烟温度为100℃时，烟气流量为2×380000× (273+100)/(273+160)=654688 m3/h，

烟囱上口径:

即:烟囱排烟温度降低，烟囱出口内径由3.8m可减小到3.4m，烟囱及基础投资约减少6万元。

增设煤气预热器后，2台130t/h燃气锅炉回收热量为

注:式中数据

①查《全国勘察设计注册设备工程师》教材，160℃烟气焓为220kJ/Nm3；100℃烟气焓为138kJ/Nm3。

②热交换利用系数取:0.85

回收热量（9270kW）折合标煤:

年节约标煤:1240kg/h×8000 h/ 1000=9920t/h

标煤价按600元/t折算，年折合收益600×9920/10000=595.2万元，

基础投资(煤气预热器、阀门、管道)不超过500万元，对企业具有明显的效益。

4 结语

企业的节能降耗具有巨大的潜力可挖，电站燃气锅炉废热的回收利用具有较大的回收价值，在设计之初应加以考虑，较少的投入带来较大的效益，为节能降耗增一份力量。对于已建项目，若场地具备条件，建议企业尽早增设排污水冷却器和煤气预热器，回收利用燃气锅炉的废热，降低企业的生产成本，减少污染物的排放，为我们的蓝天作出力所能及的贡献。

[1] 小型火力发电厂设计规范.GB 50049

[2] 小型热电站设计手册

[3] 《全国勘察设计注册设备工程师》教材

[4] 《水水换热器、煤气预热器》设备厂资料

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.11.006

李新家（1968-），男，高级工程师，热力所主任工程师，国家注册公用设备工程师（动力专业）。现在中冶京诚(秦皇岛）工程技术有限公司从事工程设计、工程管理工作。