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热电厂锅炉烟气余热综合利用

2019-02-28胡宏伟

科学与财富 2019年1期
关键词:热电厂余热利用

摘 要:随着社会的不断发展,人类的科学技术水平不断进步,人们的环境保护意识也有了很大的提升,近年来,我国在许多重污染产业也逐渐开始走绿色转型发展的道路,并取得了一定的效果。经过多年的努力,我国在热电厂锅炉烟气余热综合利用方面取得了较大的突破,通过使用水循环系统对锅炉烟气进行的保温处理,从而减少了运转机组在回热抽气环节的造成的锅炉尾气余热损失,这样做还能够实现对锅炉尾气余热的温度控制调节,还有利于循环系统工作效率的提高。这些关于烟气余热的新技术的应用,很大程度上提高了我国热电厂的工作效率和技术水平,锅炉烟气余热综合利用,顺应时代变革积极响应我国节能减排的政策方针,这篇文章就是对锅炉烟气余热的利用技术来展开讨论的。

关键词:热电厂;锅炉烟气;余热;利用

21世纪是一个全新的时代,科学技术水平的而进步和经济的飞速发展极大的推动了基础用电设施的普及,同时随着用电器的普及,也给发电厂带来很大的负担,于是,火力发电厂的不断增加带来的是能源的不断损耗和锅炉烟气排放污染。我国的日常生活用电有八成以上来自于火力发电厂,同时,受到技术条件和生产设备的制约,在生产过程中燃料的延烧并不充分,资源的利用率也十分有限。随着环境的不断恶化,热电厂的改革势在必行,只有这样才能顺应时代发展,实现可持续发展。

1、锅炉排烟余热利用的必要性?

我国是发展中国家,自改革开放以来,我国的经济发展就十分迅速,但同时经济发展的代价也是非常巨大的,我国的生态环境受到了极大的破坏,环境的破坏和热电厂锅炉烟气的排放也有着分大的关系,烟气排放对环境的破坏主要分为两个方面,首先是烟气本身对大气环境的直接污染,其次是高温烟气对大气造成的污染。

锅炉的燃烧效率为 η=100-(q2 + q3 + q4 + q5 + q6)(%),在这个公式中q2代表:排烟热损失,即烟气流出时所带走的热能,是锅炉能量损失中占比最大的;q3代表:燃料燃烧残留物的损失,即燃料燃烧后产生的气体为充分燃烧就随烟气排出;q4代表:燃烧不充分的损失,即燃料燃烧时形成的小颗粒未被燃烧就被排出锅炉;q5代表:热量损失,即燃烧产生的热量在锅炉中传输时由于锅炉内外温差造成的热量流失;q6代表:灰渣物理热流失,即锅炉在排出燃烧残渣时带走的热量。

由于锅炉结构的特殊性,通常情况下对于大型、较大型锅炉的(q3、q4、q5、q6)这几个方面的能耗节约技术比较困难,所以,人们把节能的关键环节放到了(q2),在工作状态下其排烟时的温度为一百到两百度左右,即使是小型锅炉排烟温度相对较高也不会太高。锅炉燃烧后排出的烟气带有很高的温度,同样有很高的利用价值,是一种前景十分可观的资源。所以,我国现阶段对锅炉烟气余热利用技术非常重视,提高锅炉烟气余热的利用率,不仅能够节约能源,同时还可以减少环境污染。

2、烟气余热回收难点及措施

2.1.低温腐蚀及措施

小型热电厂常用的锅炉的排烟温度一般都比较低,非常容易造成锅炉内部表面金属受烟气作用出现腐蚀现象,现在常用的解决这一问题的方法就是通过计算酸露点的然后根据数据调整排出烟气的温度,从而降低烟气温度对金属表面的腐蚀。这种方法的缺点就是如果排出的烟气温度过高就会导致(q2)中的部分热量会随烟气排出而损失掉,对于这种情况,经过多年的探索,研发人员设计生产了一种新型的技术材料,能够有效的减少烟气腐蚀现象。

2.2.换热管的积灰问题

现在大部分热电厂使用的锅炉材料中含有一定量的氟聚合物,这种材料的应用是的锅炉管道拥有了一定的抗腐蚀能力,其表面结构可以大大减少烟灰排出时的积落、粘留情况,使管道具有一定的自洁能力,这一技术材料的应用,节约了许多清洁锅炉管道的时间和成本。而且,新材料的使用使得锅炉烟气的排出温度可以适当提高,从而减小预器管壁温度,在一定程度上防止了管道结露问题的产生。

3、锅炉尾部烟气余热回收方案?

锅炉烟气利用技术已经探索实行了多年,从多年的使用效果来看,还是有很大的好处的,不过烟气余热的利用技术还是存在着一定的问题,是亟需解决的。很大程度上烟气的温度会对余热利用技术产生很大的影响。使用传统锅炉换热器时,组件和烟气的温差就会小很多,这种情况下如果增大传输的面积,就会出现换热器过大管道空间不足的问题,会阻碍管道内空气流动速率,从而影响整个传送机组的工作效率。针对这一问题人们研发出了一种新式的换热器——焊接板式换热器,这种换热器使用不锈钢作为原材料,济宁过特种加工处理后其表面结构非常光滑,使用时很大程度上会减少积灰现象,而且这种材料还进行了波纹处理,使其烟气流速可以达到较为理想的效果,良好的传热效果和高超的工作性能使其很会就替代了传统的换热器。

4、锅炉尾部烟气余热利用方案

经过多年的探索,人们掌握了几种效果较好的锅炉烟气余热的利用方式,不仅能够对烟气进行直接利用,还可以通过换热器的选择来实现间接利用,这几种利用方法如下:

4.1预热凝结水

利用锅炉烟气的热量凝结水,提高凝结水的温度,就可以提高锅炉系统传输水的初始温度,提高热量传输效果。改进方法是在锅炉烟气传输管道入口处加设换热器,使凝结水自动和烟气交换热量,把热量传输给凝结水系统。

4.2预熱凝结水助燃空气

锅炉内的燃料进行燃烧时通常都需要空气作为助燃剂,可以利用锅炉烟气余热的温度来提高助燃空气初始温度,达到预热的效果。这种方法不仅能够减少管道烟气的热量损失还可以提高锅炉的工作效率,同时还能够节约一定的化石燃料。

4.3对一些工业燃料和物料进行预热

锅炉高温企业工作时对燃料的预热工作就可以用锅炉烟气来完成,比如其对锅炉的入炉煤气就进行了这样的预热方式,这样做在提高入炉燃料温度的同时还可以节约一部分的燃料,此外,在对传热效率较高的非燃性物质进行预热时也可以使用这种方法,不仅能够节约燃料和工件预热时间,还能够提高企业工作效率。

4.4余热制冷

锅炉排出烟气的余热还可以用来降温制冷,通过使用吸收式制冷系统来实现降温目的。操作方法是通过改变制冷工质的状态,然后使用低温物体进行处理,去除热量,然后将其转化传输给温度较高的物体。这一工作原理的一句是热力学第二定律,这个把热量从低温物体传递给高温物体的过程需要其他能量来补充,而余热制冷中的烟气余热就起到了能量补充的作用。

5、结束语

不论是为了促进社会经济的发展还是提高人们的生活水平,热电厂锅炉烟气余热利用技术都有不断改进和发展的必要,烟气余热作为一种可回收利用的能源,对于我国经济的长久发展有很好的促进作用,所以,为了我国社会经济的可持续发展,我们要尽可能的节约资源、提高能源的利用率。现代社会科技发展非常迅猛,企业的发展无论是面对国际环境还是国内环境都是不小的挑战,要想在经济高速发展的现代社会占据一席之地就必须学会利用一切可以利用的资源,不断创新,提高生产技术水平,优化工作质量。热电厂锅炉烟气余热的利用技术不仅能够提高对废气的利用率,很大程度上还能节约燃料,为企业创造更高的利润,使企业更加具有竞争力,对于全球环保问题也有很大的帮助。

参考文献

[1]许诚. 燃煤电站余热资源的热力学评估、能级提升与高效利用[D].华北电力大学(北京),2016.

[2]郝向辉. 大型燃煤锅炉低温烟气余热综合利用及节能分析[D].华北电力大学,2015.

[3]张晨旭. 大型燃煤机组深度余热优化利用系统节能分析[D].华北电力大学,2015.

作者简介:胡宏伟(1988年04),男,汉族,毕业于长春工程学院,本科学历,热能与动力工程专业。

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