關于燃煤電廠煙氣余熱利用節(jié)能及環(huán)保技術研究

苗慶華

摘要：在燃煤電廠運行過程中，煙氣余熱從消極角度看雖然屬于環(huán)境污染的問題之一，但如果能夠?qū)⑦@部分熱量進行有效利用，就能夠?qū)崿F(xiàn)對于燃煤電廠內(nèi)部運行資源的最大化循環(huán)利用，不僅能夠提高燃煤電廠的運行效率，余熱利用本身也是節(jié)能環(huán)保工作中的一項重要內(nèi)容，但從專業(yè)的角度來說，節(jié)能環(huán)保效果的實現(xiàn)，需要非常專業(yè)的技術支持，這也是本身展開此項研究的主要原因。

關鍵詞：燃煤電廠;煙氣;余熱利用;節(jié)能環(huán)保技術

從節(jié)能環(huán)保的角度上來說，燃煤電廠的余熱利用，需要非常專業(yè)的技術支持，只有結(jié)合燃煤電廠的實際情況選取適當?shù)沫h(huán)保節(jié)能技術，才能在保證電廠正常運行的基礎上實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標。

一、技術應用現(xiàn)狀

為了取得更好的節(jié)能環(huán)保效果，在相關技術的利用方面，包括了煙氣余熱節(jié)能技術和減排技術兩種類型，明確更好的技術開發(fā)和應用方向，應當首先對相關技術的應用現(xiàn)狀進行分析和研究。

（一）節(jié)能技術應用現(xiàn)狀

從實際情況出發(fā)，我國的燃煤電廠所排出的煙氣，溫度指標范圍上達到了最低120℃，最高150℃。這種高溫的范圍，也意味著排煙所產(chǎn)生的熱量能源儲備量也是非常大的，在未對其進行充分利用的情況下，這一環(huán)節(jié)產(chǎn)生的熱損失也是整個電廠運行過程中產(chǎn)生損失最大的一個環(huán)節(jié)，從技術應用的角度來說，具體的應用方法包括了以下三個方面：第一，在預熱鍋爐的給水環(huán)節(jié)加大水的供應。達到促進省煤氣和空氣預熱系統(tǒng)的循環(huán)運行效率的目的，從而使得鍋爐燃燒過程中的整體效率得到提升，這種方案的主要優(yōu)勢在于，對于整個運行機組來說，能夠減少蒸汽的用量，實現(xiàn)蒸汽作為一種能源更加有效的利用在機組發(fā)電的環(huán)節(jié)中。另外，對于冷風的余熱環(huán)節(jié)，也有利于提高一次與二次的溫度指標，從而進一步實現(xiàn)鍋爐燃燒效率的提升[1]。從負面影響的角度上分析，這種方式在實際應用中容易受到客觀條件的限制，在經(jīng)濟效益的取得上會受到不利的影響。第二，利用氣體熱交換器作為余熱利用的節(jié)能平臺，在氣體交換器中，原煙氣對凈化后的煙氣進行熱傳導，使得原煙氣的溫度得到降低，但溫度降低只是一種現(xiàn)實情況中的表現(xiàn)，實際上并不能夠達到節(jié)能的目的[2]。另外，氣體交換器本身也容易發(fā)生阻塞的問題。第三，利用專業(yè)的裝置在煙道區(qū)域進行預熱的回收利用，這種方法在操作中的直接性更強，可操作性也更強，能夠省略脫硫的環(huán)節(jié)，是一種比較有廣泛應用價值的技術類型。

（二）減排技術應用現(xiàn)狀

關于減排方面的具體技術類型，也有非常得多樣化，比較典型的代表是高效電源技術，如三相電源技術。即通過三項可控的電源，控制高壓整流變一次電壓數(shù)量的額度。并進一步實現(xiàn)對于二次電壓數(shù)量的控制作用。在三項的背景下，電力傳輸?shù)钠胶庑院头€(wěn)定性更高。設備的穩(wěn)定運行意味著設備本身的運行效率就能夠得到針對性的提升，提升率可達到95%左右[3]。另外，利用這種方式還需要考慮極距的問題，同極距的背景下，內(nèi)部電廠的場強和除塵效率都能得到相應的提升。這有利于其減排能力的提升。對于減排工作來說，當溫度范圍在90至110℃的范圍內(nèi)時，低溫煙氣的余熱利用工作能夠達到最好的效果。

二、煙氣余熱利用系統(tǒng)的節(jié)能分析

在建設煙氣余熱系統(tǒng)時，需要首先對其節(jié)能原理和節(jié)能效果進行分析，從而為取得更好的節(jié)能效果提供支持。在進行節(jié)能分析的過程中，需要進行分析的參數(shù)主要包括了以下幾種類型。

（一）熱力參數(shù)計算

關于熱力在計算的參數(shù)，在具體設計中需要將低溫省煤器安裝在鍋爐空預器的出口處，安裝位置，水平煙道區(qū)域，按照煙道的數(shù)量分別布置一臺低溫省煤器。安裝中不僅要注意省煤器本身的設備選用，更要注意相關參數(shù)和系數(shù)的合理調(diào)節(jié)和確認。一方面要保證省煤器本身在運用的過程中質(zhì)量水平達到一定的穩(wěn)定程度，另一方面也要保證設備運用時的具體細節(jié)參數(shù)達到設備運行的要求，基于提升設備運用效果的目的，相關參數(shù)的調(diào)整需要技術人員通過嚴格的計算和測試，以達到良好的運用效果。

（二）結(jié)構(gòu)參數(shù)計算

關于結(jié)構(gòu)方面的參數(shù)計算，從煙氣余熱利用的角度上來說，其產(chǎn)生影響的主要因素是取水方式，在選擇時，如果在進口水溫方面選擇較低的溫度值，則能夠起到增大傳熱溫差的作用，從而提高換熱環(huán)節(jié)的效率。但高溫的情況，也容易造成管道本身的腐蝕。當選用高溫水在進水口進行應用時，則換熱溫差會得到縮減，但相應的，省煤器的換熱效率也會降低，省煤器與熱力運行系統(tǒng)的連接方式方面，串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式均可選用。在選擇應用時，需要技術人員針對溫差的問題，結(jié)合實際做好結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算，并且注意連接方式的合理選用。

（三）節(jié)煤效果的計算

關于節(jié)煤效果的計算工作，在計算時需要考慮到冬季和夏季的季節(jié)差異對節(jié)煤效果造成的影響。在不同的工況背景下，能夠取得的節(jié)煤效果也有所差異，在進行具體計算時，要注意如遇到夏季工況，則計算時應當將汽輪機工況圖中的熱平衡圖作為主要參考依據(jù)，并且重點關注低溫省煤器的運行狀態(tài)。按照水流的方向和流程，計算抽汽量指標。并進行相應的對比，最終確定節(jié)煤的百分比情況。而對于冬季來講，需要采取的取水方案為凝結(jié)水取水方案，在抽汽工況最大化的情況下，取水的具體流程也應按照從輸水母管出發(fā)，最終匯入到低加入口的順序進行。汁算中所需要參考的指標包括了低水系統(tǒng)從熱水網(wǎng)輸水母管取水的水量、除氧器入口凝結(jié)水焓、除氧器出口凝結(jié)水焓、除氧器抽汽焓、除氧器硫水焓。

（四）脫硫塔水資源消耗減少情況計算

當燃煤電廠的整體運行系統(tǒng)中的排煙溫度有所降低，則意味著脫硫塔在噴霧降溫環(huán)節(jié)中的水資源消耗量有所降低。這時可以通過計算消耗降低的具體情況來判斷節(jié)能的具體執(zhí)行情況，在計算的具體指標中，包括了節(jié)約脫硫水耗指標、年累計節(jié)約水量指標、年累計節(jié)約水效益指標。

三、煙氣余熱利用技術的問題與措施探討

在現(xiàn)階段的煙氣余熱利用技術中，還存在一些問題與不足，下文首先提出所存在的具體問題，隨后進一步就相應的解決措施進行分析。

（一）低溫腐蝕問題與措施分析

對于鍋爐來說，煙氣的露點溫度是非常重要的，這一溫度指標也是造成低溫腐蝕問題的主要因素。在長期的研究和發(fā)展中，關于露點溫度指標的計算方法具有多種不同的類型。被廣泛應用公式中，包括了酸露點溫度、水露點溫度、折算硫份、折算灰份、飛灰份額幾項主要指標[4]。在有了基礎的計算數(shù)據(jù)作保障的前提下，省煤器的灌輸材料也是減低腐蝕傷害的有效方法。一般選用ND耐腐蝕鋼，按照有限腐蝕的思路，針對年腐蝕率指標進行控制。要求年腐蝕速率不得高于0.2mm。另外，應當針對低溫省煤器的溫度指標進行嚴格控制，一般將進水口的溫度控制在70℃以上，這一溫度指標界定，主要是為了回避受熱面管束的最低壁溫，將嚴重低溫區(qū)域的腐蝕問題進行控制。最后，從腐蝕的影響因素上來看，溫度因素和沉積物的產(chǎn)生是造成腐蝕的主要因素。溫度越高或沉積腐蝕力度越大，腐蝕作用就越大，在優(yōu)化設計中，應當從低溫省煤器的出口處煙氣溫度入手進行降低，要求低溫受熱面的金屬壁溫度較之煙氣的酸露點溫度高出10℃左右，即可達到解決低溫腐蝕問題的目的。而要達到這一目的，關于排煙環(huán)節(jié)的溫度控制，要達到95℃。

（二）管束磨損與污染的問題與措施分析

在應用低溫省煤器的背景下，煙氣的排放過程中會含有大量的灰塵，這就意味著灰塵的防控和管束的磨損問題需要采取針對性的措施進行解決。主要的措施和方法有以下三個方面：第一，針對煙氣的流速進行有效的控制，在運行一段時間后，要注意間歇性的停止運行，避免長時間的連續(xù)運行造成管束的磨損。另外，關于煙氣流速的設計，也需根據(jù)具體的運行狀態(tài)進行合理的設計。第二，應當針對換熱器結(jié)構(gòu)本身進行優(yōu)化設計，設計的關鍵點在于，提升換熱器的焊接質(zhì)量，將換熱器的蛇形管和焊口區(qū)域統(tǒng)一與煙氣流動的區(qū)域進行隔離，避免產(chǎn)生磨損的問題。

（三）防凍措施

做好供水管道、排氣排污閥門、儀表管道的保溫工作，通過鋪設保溫層方式其發(fā)生上凍問題。另外，還要針對受熱面的各組管道機箱和母機箱采取保溫措施。當設備停運后，要及時將存水排空，避免由于積水因素造成管道凍裂。

四、結(jié)束語

總的來說，燃煤電廠的煙氣余熱利用需要設計人員和技術人員從管道設計、煙氣流量控制等多方面入手，通過協(xié)同調(diào)整達到充分利用煙氣余熱的效果。這就需要技術人員了解燃煤電廠的運行需求，做到結(jié)合實際完成節(jié)能環(huán)保設計的效果。

參考文獻：

[1]單永華.吸收式熱泵技術在燃煤機組煙羽治理中的應用分析[J].節(jié)能與環(huán)保，2019（6）

[2]關天罡基于冷凝換熱的燃煤煙氣凝水回收與污染物協(xié)同控制技術研究及應用[J].華北電力技術，2017 （12）

[3]史佳賓.練純青，鄭秀平，etal.鍋爐煙氣余熱利用研究與應用[J]山東工業(yè)技術，2017 （17）：268-268.

[4]劉震.火電廠煙氣脫硫脫硝技術應用與節(jié)能環(huán)保[J]，價值工程，2019 （23）：169-170.