摘要:文中介绍了电厂烟气降温的一种实用措施,通过两级烟水换热器,将电厂尾段烟气温度通过间接换热的方式有效地降低下来,达到低温排放的目的,避免了因烟气温度过高,对除尘及脱硫系统产生的影响,同时该系统回收了烟气的热量,节约了成本。
关键词:烟气降温;低温省煤器;回收利用;
一、引言
电厂锅炉烟囱中排放的烟气,具有一定的热量,它也来源于锅炉燃料的燃烧,直接排放是对能源的浪费,这部分热量占到锅炉总体热损失的60%-70%。当然,由于排烟温度有一定的要求,不可能使排烟温度降得过低,这样反而会造成环境的污染。但如果能最大限度地降低排烟温度,将排放的热量回收利用起来,这将大大提高锅炉的热能利用率,节约更多的燃料,降低生产成本。这在当今节能减排的大环境下,具有非常重大的意义。
电厂烟气系统一般都会在尾段安装除尘和脱硫系统。烟气经过锅炉空预器后进入除尘系统,而后经过降温,再进入脱硫系统。电厂锅炉烟气在经过锅炉空预器后降温到140℃进入除尘系统,这个温度有时甚至会高于160℃。烟气经过除尘系统后,进入低温省煤器,将热量传递给电厂冷凝水,使其自身温度降低,最后进入脱硫系统,脱硫后排放。
而一般电厂低温省煤器系统,采用发电后的冷凝水直接进入省煤器换热面进行热量交换。一年中,由于环境温度的变化,以及电厂输出负荷的变化,烟气温度与冷凝水的初始温度也在不断变化。这就使得固定的省煤器换热面积局限性很大,不能够满足变工况下的烟气降温效果,影响除尘和脱硫系统的运行效果。
同时,由于电厂对锅炉水质的严格要求,省煤器换热面内壁必须进行酸洗钝化处理,从而避免换热面与冷凝水发生反应,影响水质,同时产生腐蚀,影响换热设备。这样的设备制造和现场安装的难度很大,反而增加了投资成本。
二、正文
针对上述现象,我们可以采用一种间接换热的方式解决以上一系列的问题,具体实施如下图:
1.空预器 2.前置烟水换热器
3.稳压水箱 4.内循环水泵 5.板式换热器
6.后置烟水换热器 7.脱硫系统 8.除尘系统
可调隔离式电厂低温省煤器系统具体分为以下几个部分:
烟气系统:电厂锅炉烟气经过空预器后,首先通过前置烟水换热器,降温后进入除尘系统进行除尘,烟气出除尘系统后进入后置烟水换热器继续降温,最后进入脱硫系统进行脱硫。
循环水侧系统:板式换热器热侧出口的冷水经过后置烟水换热器加热后,再进入前置烟水换热器进行加热,加热后的水,经过内循环水泵加压后进入板式换热器热侧入口与板式换热器冷侧的电厂凝结水进行换热,冷却后的循环水进入后置烟水换热器再进行加热,这样就形成了内部水循环系统,不断的从烟气中吸收热量,并冷却,再降温。
稳压补水系统:循环水侧设置了一个稳压水箱,放置于内循环水泵入口,与循环水系统并联布置。稳压水箱由外部供水来保证其自身的压力,当内部水循环系统由于排污等原因,造成水损失时,稳压水箱自动往系统内补水,并稳定内部循环水系统的压力,同时稳压水箱缺水时,外部供水也会根据其液位的下降对稳压水箱进行补水。
电厂冷凝水系统: 冷凝水经过冷凝水泵增压后,进入板式换热器冷侧吸收热量,使内循环水温降低。升温后的冷凝水再进入电厂锅炉系统使用。
自动系统控制:低温省煤器系统配有一套自动控制系统,内循环水泵采用变频控制,并与烟气温度连锁,调节循环水量。
夏季时,环境温度较高,烟气温度也较高,自动控制系统通过提高水泵频率,增加其转速,提高内部循环水流量,提高换热,降低烟气温度。
冬季时,环境温度较低,烟气温度也较低,自动控制系统通过降低水泵频率,减小其转速,减少内部循环水流量,降低换热,提高烟气温度。
同时,在电厂锅炉负荷变化时,也可以通过对变频泵的控制,实现对烟气温度的自动调节。
可调隔离式电厂低温省煤器系统具有以下几方面的技术优势:
1.内循环水泵采用变频控制,通过改变水泵频率,控制循环水侧流量,控制换热量,使烟气温降可以灵活调节,满足各种工况下的降温需要,有利于烟气除尘和脱硫系统的正常运行。
2. 板式换热器的使用,使得内循环水与电厂冷凝水间接换热,互不影响,避免电厂冷凝水与换热器换热管内壁直接接触,避免了因换热面泄漏而导致冷凝水进入烟气的风险 。
3. 板式换热器采用的是不锈钢材质。相较而言,不易产生化学反应,影响电厂锅炉水质。
以某电厂350MW供热机组1号锅炉尾部烟气的可调隔离式电厂低温省煤器系统为例:
1.设置低温省煤器系统前:
夏季:烟气量为:877000Nm3/h,排烟温度为:154℃
冬季:烟气量为:1158000 Nm3/h,排烟温度为:147.8℃
2. 设置低温省煤器系统后:
夏季:烟气量为:877000Nm3/h,排烟温度为:120℃
冬季:烟气量为:1158000 Nm3/h,排烟温度为:120℃
3.实现回收热量:
夏季:11337KW,冬季:12130KW,年平均节约标准煤1.15万吨。
三、结论
从以上分析来看,采用可调隔离式电厂低温省煤器系统,不但具有灵活的可调性,设备的安全性,更能够节省生产成本。
参考文献
【1】《锅炉原理及计算》冯俊凯 沈幼庭 杨瑞昌 科学出版社,2003;
【2】《余热回收》霍光云 天津科学技术出版社;
【3】《金属腐蚀学》梁成浩 大连理工大学出版社。