火电厂中燃煤锅炉余热的利用技术的应用

火电厂中燃煤锅炉余热的利用技术的应用【摘要】随着国民经济水平的不断提高，我国的火力发电事业也发生了翻天覆地的变化。在这一变化的过程当中，我们针对当前火电厂在锅炉余热利用率低、能源价格上涨导致发电亏损、环境压力逐渐增大的现状，提出了通过加大对锅炉连排水和烟气余热利用的想法，从而达到节能减排的目的，介绍了一些烟气余热利用的相关技术，为我国创造客观的经济效益和环境效益，也为企业的创收和节能减排提供了一种新的途径。

【关键词】火力发电厂；燃煤锅炉；余热利用；节能减排

我国绝大部分的电能是靠煤电生产出来的，然而燃煤产生的大量热能并没有得到充分的利用。在当今节能减排的大背景下，煤价越来越高，发电企业的亏损日益严重，如何充分利用煤炭燃烧过程中产生的热能，为企业带来更多的价值成了一个非常重要的话题。在火力发电厂中，锅炉余热可以通过各种技术进行充分的利用，以提高全场的热效率。在可以获得较好的经济效益和环境效益的前提之下，利用这些热能就显得极为重要了，锅炉的余热利用有很多的方式，例如利用锅炉尾部烟道的烟气热量加热给水的省煤器、在尾部烟道中利用烟气热量加热参与炉膛燃烧空气的空气预热器、利用锅炉的连续排污水的热量加热给水的给水加热武器等等，除了利用这些常规的利用方式之外，还有利用锅炉连排水进行直接发电的装置以及深度利用锅炉尾部烟气热量的装置等。使用技术较为成熟、性能较为可靠的低温余热回收利用技术来达到经济与环境的双重

效益。

1.火力发电厂中锅炉低温余热利用技术

1.1锅炉汽水系统的余热利用技术

对火力发电厂的锅炉汽水系统余热利用主要集中在两个方面：利用锅炉连排水所含有的高品位热能做功，驱动发电机发电，剩余的水汽混合物可以送到热水站，全部回收再利用，并生产出可供周围企业或者居民使用的热水；连排水直接引入加热器加热给水，但它属于常规的热能利用，效率比较低。

依靠螺杆膨胀动力机，利用锅炉连排水，通过联轴器带动发电机发电。发电后排出的水汽混合物可以进入热水站加热水，向社会提供热水或者供暖，并且可以利用排污余热加热锅炉给水，减少炉内水在炉膛内所吸收的热量，以此来提高燃料的利用效率。值得一提的是，螺杆膨胀发电机是目前可以适应过热蒸汽、饱和蒸汽、汽水两相混合物、热液以及高盐分低品质流体的发电设备，可以很好地适应锅炉连排水不稳定的压力、温度和不均衡的流量，并且能够在部分负荷、变转速甚至比较恶劣的环境下运行，可以做到无人值守，节省了人工成本。

1.2锅炉排烟系统的余热利用技术

火电厂锅炉的各项热能损耗中，排烟热量损失最大。在一般情况下，排烟温度每升高10摄氏度，排烟热损失就会相应的增加0.6%～1.0%，发电煤耗增加2g/（kw·h）左右。我国现役的火电机组中，锅炉排烟一般都在125～150摄氏度之间。排烟温度偏高是

一个普遍存在的现象，也由此造成了巨大的热量损失。这部分预热的回收主要依靠的是在排烟系统中安装烟气冷却器，通过水或者空气等导热介质将热能传递至锅炉的给水系统和进气系统，以用于加热助燃空气、凝结水或生产、生活用热水，以此来达到节能的目的。

2.烟气余热回收设置设计中的技术难点以及解决办法

烟气冷却后可能会导致二氧化硫等酸性腐蚀气体结露腐蚀管壁，所以我们要格外的注意。烟气深度冷却器源于欧美地区，可以较大程度的降低烟气温度，节能效果非常明显。当温度较高的烟气通过冷却器的时候，与冷却器内翅片管束中的水进行热量交换，水吸收余热后温度会上升，从而降低烟气的温度。在具体设计时，要根据需要来确定冷却器的布置形式和安放位置。由于实际运行工况和设计排烟温度之间可能存在差距，所以新建工程在设计阶段就应该预留下安装冷却器及相关系统器件的位置。在布置的时候，可以将冷却器按照高温和低温两个阶段来分开布置，高温段布置于除尘器之前的烟道，低温段布置于除尘器之后的烟道，这样可以提高后侧除尘器的工作效率，增加除尘效果，降低除尘器的能耗，如果使用布袋除尘器还能延长布袋的使用寿命防止它被高温所破坏。要根据具体的情况、具体的需求来选择安装的位置，这样才能达到最佳的热能回收效果，节约能源和成本。

2.1换热材料的低温腐蚀问题

在锅炉尾部烟气余热利用技术中，这一问题是最为突出的。出口排烟温度过低会使换热器的壁温低于硫酸蒸汽的凝结点，引起金

属受热面的严重腐蚀，这曾经是长期困扰设计人员降低锅炉排烟温度、提高锅炉效率的瓶颈。目前国内主要是根据适合的酸露点计算，选取合适的烟气冷却器工作温度。国外厂家已开发出一系列的含氟聚合物材料，例如聚四氟乙烯材料来用于这部分低压换热区域，有效地解决了传统金属材料的腐蚀难题。

2.2换热管的积灰问题

烟气余热换热器由于工作的温度低，烟气中的so3、so2、hf以及hci等成分会与表面的凝结积水混合并粘附在低温受热面表面，不仅污染传热管表面，影响传热效率，严重的时候还会堵塞烟气流动通道，增加烟气的流动阻力，甚至影响锅炉的安全运行，导致不得不停炉清灰。对此，国内一般在设计和工程中采取以下措施：（1）根据烟气灰特性以及流速，在设计的时候应该适当的提高严肃，选择合适的换热管间距来减少省煤器管壁的积灰。

（2）在换热管排间安装吹灰装置。

（3）在结构设计上进行充分的考虑，以避免堵灰死点的出现，管排采用可拆卸的结构，受热面的面积灵活可调，便于维修和清理。

在国外，特别是欧洲各国，随着新材料的普遍应用，由于这类高分子材料本身所具有的不粘性以及自清洁特性，可以明显的减少换热面外表面的积灰陈积而且可以快速和彻底的清除少量的积灰，从而有效地延长了检修间隔，提高了全厂的可用率。

在我国，随着节能减排观念的日渐深入，目前关于锅炉余热的利用技术和应用已经越来越能引起人们的关注，合理的设计和安装

烟气余热回收装置，可以提高火力发电厂的热效率、增加发电量、降低煤耗。然而，对于各种各样的燃煤锅炉余热利用还是要遵循一定的规律的：抽取的旁路烟气量是有一定限度的；排烟的温度不能降得太低，过分追求低得排烟温度和凝结水的温升，反而会引起锅炉效率的下降以及低温烟气冷却器的腐蚀或者设备的造价过高。

3.总结

综上所述，通过对火力发电厂中燃煤锅炉余热利用技术的分析可以看出，对锅炉余热进行利用可以产生客观的经济效益和环境效益。近几年来，我国面临的节能减排的压力越来越大，作为耗能大户的各个火力发电厂如何积极地利用新技术、提高发电厂的综合节能减排水平，既符合发电厂本身降低消耗、减少亏损、提高效益的要求，又符合企业履行应尽的社会责任的需要。余热利用是科技创新在火电厂节能减排、增加企业效益的具体体现，为提高能源利用效率、减轻发电企业亏损拓展了一条新的有效途径。

【参考文献】

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