余熱利用在鍋爐汽水系統(tǒng)熱平衡法中的計算

梁永勝

（內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 錫林浩特 026321）

余熱利用在鍋爐汽水系統(tǒng)熱平衡法中的計算

梁永勝

（內(nèi)蒙古魯新能源開發(fā)有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 錫林浩特 026321）

通過利用蒸汽鍋爐余熱深度的節(jié)能效果原理進行熱力學(xué)分析，來選定鍋爐的運行工況，并且其節(jié)能效果采用集成方式分析的方法評價的不同煙氣余熱。為不同煙氣余熱情況下集成方式的選取和分析提供了一定的理論依據(jù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。

蒸汽鍋爐；熱平衡法；余熱利用

0 前言

魯新礦在不同條件下通過利用鍋爐煙氣余熱深度的方式選取不同的余熱回收方式。在各種余熱回收方式中最易行、最簡潔的方案就是采用換熱器替代原來的石膏煙氣系統(tǒng)中的煙氣-濕法石灰石--煙氣換熱器（GGH）回采之前的一部分煙氣余熱。 通過調(diào)查煙氣余熱加熱汽水系統(tǒng)凝結(jié)水的余熱利用不同方式,低壓加熱器在加熱凝結(jié)水中的差別以及不同的凝結(jié)水系統(tǒng)串并聯(lián)集成余熱利用系統(tǒng)的方式差異，在一定程度上都有顯著的節(jié)能效果差距，并具有統(tǒng)計學(xué)意義，因此集成方式的選取在不同煙氣余熱采用上需要根據(jù)實際的工況、余熱利用的出口溫度顯得極其重要。

本文章首先介紹熱力學(xué)的等效恰降法，分析并提出了余熱利用的汽水系統(tǒng)熱平衡法，并利用傳導(dǎo)熱學(xué)的相關(guān)知識指出系統(tǒng)集成部分的制約條件，利用余熱系統(tǒng)集成公式進行分析計算不同情況下的煙氣余熱利用度，從而計算出不同條件下的煙氣余熱的節(jié)能效力，為魯新礦鍋爐選取適應(yīng)一定條件下的煙氣余熱集成方式提供了一定的理論基礎(chǔ)和實際應(yīng)用的依據(jù)。

1 余熱利用節(jié)能效果的計算方式——汽水系統(tǒng)熱平衡法

汽水系統(tǒng)熱平衡法的原理是改變原有鍋爐汽水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，將煙氣余熱深度利用系統(tǒng)引申到原汽水系統(tǒng)熱平衡公式中，并通過計算不同煙氣余熱在整個汽水系統(tǒng)中的熱平衡而得出不同的余熱利用值，從而評價其節(jié)能效果。

（1）余熱回收系統(tǒng)中的加熱凝結(jié)水流量。

Dd——加熱凝結(jié)水流量（kg/h）；

Hout——凝結(jié)水焓值（kJ/kg）（此處為在余熱回收換熱器出口處，流入凝結(jié)水管路中回收系統(tǒng)加熱水的接點洽值計算公式,非定值）；

hin——凝結(jié)水在余熱回收換熱器進口處的恰值（kJ/kg）（余熱回收系統(tǒng)中凝結(jié)水流入處恰值計算公式,非定值）；

（2）凝結(jié)水在汽機側(cè)低壓加熱器的流量。

Ddj=Dc-Dd

Ddj——凝結(jié)水在低壓加熱器流量（kg/h）；

利用原汽水系統(tǒng)熱平衡法帶入上述兩個公式，從而計算得出鍋爐整合入煙氣余熱利用系統(tǒng)后的功率。

（3）煤耗變化量。

B——標(biāo)準(zhǔn)燃煤量（t/h）；

Peo——原始系統(tǒng)的發(fā)電功率（MW）；

Pel——整合余熱利用系統(tǒng)入原系統(tǒng)的發(fā)電功率（MW）

2 煙氣余熱利用在凝結(jié)水系統(tǒng)中的限制

煙氣向介質(zhì)凝結(jié)水放熱,使得煙氣余熱利用受到傳熱的約束。煙氣在傳導(dǎo)熱量的過程中，必然會消耗一定得熱量，而這部分熱量被凝結(jié)水吸收，因此通過計算在余熱回收換熱器入口溫度、出口溫度，即可得出所消耗的熱量，這也就使得煙氣在傳熱系統(tǒng)中必然受到一定的能量制約。

3 鍋爐余熱深度利用在節(jié)能效力方面的深層分析

鍋爐排煙溫度直接影響系統(tǒng)中余熱的深度利用，節(jié)能潛力程度也會因余熱回收系統(tǒng)可用熱量隨排煙溫度的變化而發(fā)生變化,計算得出的節(jié)能效果差異顯著；另外煙氣可用熱量的最大值由拾值變化進行表征,而傳熱效果必將影響熱量的實際利用量,因此實際利用量隨換熱損耗增加而降低,并受到加熱器溫差變化和汽水系統(tǒng)不同連接方式的約束及限制。

4 結(jié)論

（1）在傳熱過程中，煙氣余熱利用只有在以下條件達到最大程度化：熱介質(zhì)煙氣的最高溫度大于凝結(jié)水在余熱回收換熱器中的出口溫度，同時滿足其最低溫度要低于換熱器入口處的凝結(jié)水溫度，從而實現(xiàn)余熱利用最大化；并且凝結(jié)水系統(tǒng)與余熱利用系統(tǒng)相整合后，凝結(jié)水系統(tǒng)中的加熱水流量小于和（或）等于原系統(tǒng)中的總凝結(jié)水流量。

（2）凝結(jié)水流量和溫度等因素將會約束和限制汽水系統(tǒng)與低溫?zé)煔庥酂峄厥障到y(tǒng)的聯(lián)接，不同系統(tǒng)的換熱器效率也會影響回收熱量，而節(jié)能效果的潛力大小因不同的系統(tǒng)聯(lián)接方式有著顯著差異。因此在滿足當(dāng)前限制條件的情況下，盡可能加熱上一級換熱器同事并更換上一級的抽汽可帶來最優(yōu)化的節(jié)能效果。

[1]劉偉,馮圣紅.蒸汽鍋爐連續(xù)排污余熱回收分析 [J].暖通空調(diào)，2010：40-1.

[2]凌廷佐，蒸汽鍋爐的維護與管理 [J].機械制造，199（03）：184.

[3]曹雷.30T蒸汽鍋爐技術(shù)改造[J].石油石化節(jié)能，2011（11）.

梁永勝（1974—）男，山東濟寧人，助理工程師，從事煤礦機電工作。