浅谈锅炉尾部烟气余热回收再利用,推进节能增效
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作者: 马忠静
[摘 要] 简述锅炉尾部烟气余热回收再利用，锅炉烟气深度冷却余热回收装置，装在引风机出口的水平烟道上，加热冷水以回收排烟余热，降低锅炉排烟温度后直接通入脱硫塔，进行脱硫回收处理，最后经烟囱排放；该装置不需要改变机组现有热力系统，在回收烟气余热的同时，不影响其长周期安全运行，不仅降低了排烟温度，而且节约了脱硫耗水量及电耗，减少二氧化硫的排放，同时对外销售热水，创造经济效益。
[关键词] 锅炉 烟气 热水器 脱硫
一、降低排烟温度的节能开发和创新
有多种方法可以降低排烟热损失，从运行方面：燃用设计煤种或适宜实际运行的煤种，保持稳定、适当的锅炉出力，保证锅炉燃烧良好，防止冒黑烟，定期受热面吹扫、保持受热面清洁，降低过量的空气系数，减少漏风，都可以有效的降低排烟损失。然而由于目前公司运行管理良好，从运行、检修、试验、检测等管理方面已无更大的节能空间。只有采取具有新节能技术才能进一步突破节能瓶颈。设想在锅炉烟道加装换热器做为热水的热源，减少生产抽汽的用量，达到节能的目的，同时销售热水能给公司带来更大的经济效益。
哈尔滨热电有限责任有限公司五期工程为2×300MW机组，7、8号锅炉为哈尔滨锅炉厂生产的HG-1025/17.5-YM36型，亚临界、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、自然循环汽包锅炉。锅炉实际排烟温度为130℃，而脱硫装置的最佳入口烟气温度应为90-100℃，入口烟气温度高导致脱硫装置不在最佳工作状态，同时造成浆液蒸发量大、机械携带量大、补水量大、以及烟道腐蚀以及飘液等问题。
为了节能降耗，降低脱硫装置入口烟气温度，减少补水量，有必要在引风机出口烟道上安装分离热管换热器，充分利用烟气预热，结合多径公司热水的对外销售，加热厂内生活水，为洗浴、宾馆、酒店等用户供洗浴热水，因此节约能源、净化环境，增加经济效益。所以对市场前景很好。
为了深度挖潜哈尔滨热电厂2×300MW机组的节能潜力,提高机组的热经济性,推进锅炉烟气深度冷却系统技术改进工作势在必行。此项锅炉烟气深度冷却系统技术改进，装设分离式热管换热器、建供热水站，该系统减少生产抽汽用量，同时供应热水，运行方式是分离式热管换热器加热生活水，送至热水箱内，对外销售热水。
单台机组安装在引风机出口水平烟道内分离式热管换热器能够将150t/h生活水由20℃提高到80℃，同时将烟气温度由130℃降低到100℃，机组运行按4500小时计算，年可以节约标煤898吨。同时由于烟气温度由130℃降低到100℃，降低了脱硫塔的入口烟温，不仅使烟温接近脱硫塔的最佳反应，而且因烟温降低了30℃减少了浆液的蒸发量，也就是降低了脱硫塔的补水量，根据统计烟温降低10℃，可以减少补水8t，共计减少补水24t/h，一年可以节水约11万吨，节约水费约30万元。由于进入脱硫入口烟气温度降至最佳反应温度，将烟筒做好防腐后，可将GGH换热系统去掉，节约厂用电量约570万元，同时减少运行维护及脱硫系统故障影响机组的正常运行，所以带来可观的效益。
二、市场调查研究：
哈尔滨某电厂目前销售仅三段抽汽及生活水给中间商，中间商在厂区外建立热水站，用混合加热器将自来水加热80-90度，由中间商销售向哈尔滨市各大滨、洗浴中心、及酒店供应热水，哈尔滨某电厂收取电费、水费及热费，每吨热水电费约1.5元，水费为市内生活水价3元，热费约6.5元，合11计元。中间商每日销售热水最多70车，最少30车，热水车为洒水车加保温改造，每车装12吨，每车对外热水售价在270元左右，每吨水售价相当于23元左右。每年利润300万/年。因此，建议我厂拟进行7、8号锅炉烟气深度冷却系统技术改进和建立供热水站，对外销售热水。利用尾部烟气，降低排烟温度，使脱硫系统烟气与石灰石浆液反应更充分，减少二氧化硫的排放量，同时通过对外销售热水给公司带来更大的经济效益。
三、系统匹配：
在单台机组引风机出口水平烟道上，安装分离式热管换热器吸收烟气余热，该分离式热管换热器加热生活水，送至热水箱内，对外供热水。在引风机出口水平烟道上安装分离式热管换热器，对局部烟道扩大，系统无变化。因加装分离式热管换热器，系统阻力增大170Pa左右，引风机的通风量905m3/h，则引风机增加的功率为68KW，单台引风机功率为1600KW，满负荷时动叶开度为80%，功率为1280KW，裕量能够满足要求。
分离式热管换热器安装在7炉或8号锅炉引风机出口水平烟道上，因加装分离式热管换热器后，水平烟道的烟气流速降低了4-5m/s，可能造成翅片管和烟道底部积灰，为了防止翅片管和烟道底部积灰，在分离式热管换热器两侧烟道上安装压缩空气吹灰系统，在分离式热管换热器上安装8个吹灰器，定期对烟道进行吹灰。
热水站设置在多径实业公司院内，需要安装一台容积为200m3保温热水箱一台、两台出力100t/h的热水泵、200m3保温热水箱为高位布置，直接向热水车加水。
四、环境保护：
安装分离式热管换热器后，使进入脱硫塔的烟气温度降低了30℃，减少了浆液的蒸发量和机械携带量，可以降低石膏雨量，改善环境质量，满足环保的要求。
五、节能降耗、提高经济性：
#7、8机组负荷300MW，分离热管换热器前烟气温度130℃，换热器后100℃，分离式热管换热器内水流量130t/h，换热器入口水温20℃，出口水温80℃，脱硫塔浆液补水减少24t/h换热器运行时间按4500小时计算。
回收热量：
130×1000×（130-85）×4500=26325000000(kJ) ；
折成标煤：26325000000/29307.6/1000=898（t）
供热水利润为10元/吨，
则每年盈利为：10×1000×365/10000=365（万元）
脱硫塔节水量：
24×4500=108000（t）；节约水费30万元。
GGH系统耗电量：
换热器：9×24×4500＝972000kwh
密封风机：7.5×24×4500＝810000kwh
低泄漏风机：160×24×4500＝172800000kwh
总耗电量=972000+810000+172800000=19062000kwh
节约电费：19062000×0.3÷10000=570万元
因此，通过安装分离式热管换热器和建立供热水站，回收烟气余热，提高机组热经济性，降低发电煤耗，节约水费，节约厂用电量，销售热水增加收入。
通过吸收烟气余热，提高机组运行经济性，降低发电煤耗，同时降低脱硫装置入口烟气温度，降低脱硫系统的厂用电量，降低脱硫塔内的蒸发水量和机械携带水量，减少补水量，减轻脱硫塔后烟道腐蚀以及飘液等问题。
五、结论
对于单台锅炉烟气尾部余热再利用，提高系统和本单位综合生产能力与经济效益分析如下：
#7、8机组负荷300MW，分离热管换热器前烟气温度130℃，换热器后100℃，分离式热管换热器内水流量130t/h，换热器入口水温20℃，出口水温80℃，脱硫塔浆液补水减少24t/h换热器运行时间按4500小时计算，每年可以减少江岸11万吨用水，这样每年可以节约水费约30万元。销售热水约300万元，脱硫系统的厂用电量，节约电费约570万元，系统投入运行后，回收了部分烟气余热，提高了机组热经济性，降低了发电煤耗。减少了脱硫塔的补水量，能够减轻了脱硫塔出口烟道腐蚀。销售热水带来可观的经济收入。如果应用到哈热六期扩建2×350MW机组，直接去掉GGH烟气系统，可以总投资费用，减少运行维护量及检修的费用，同时可以省去低泄漏风机，密封机，吹灰器，高压冲洗水泵，避免脱硫系统的停运，也降低综合厂用电率，所以提高了机组的运行的经济性。
参 考 文 献
[1]热能转换与利用.冶金工业出版社.汤学忠主编
[2]管式加热炉安全与治理.中国石话出版社.徐木彬主编
[3]300MW集控运行规程.哈尔滨热电有限责任公司
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