鍋爐汽水系統(tǒng)熱平衡法對余熱利用的計算

喬金增

（內(nèi)蒙古福城礦業(yè)公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016215）

0 前言

鍋爐煙氣余熱深度利用采用不同余熱回收方式適用于不同環(huán)境。在各種余熱回收方式中使用換熱器替代原有濕法石灰石-石膏煙氣脫硫系統(tǒng)中的煙氣-煙氣換熱器(GGH)回收原煙氣部分熱量,該方案是各種余熱回收方式中最直接、最易行的方案。

對于煙氣余熱加熱汽水系統(tǒng)凝結(jié)水的余熱利用方式,煙氣余熱加熱凝結(jié)水始、末溫度的不同,加熱凝結(jié)水所在的低壓加熱器的不同以及余熱利用系統(tǒng)與凝結(jié)水系統(tǒng)串并聯(lián)集成方式的不同都會帶來顯著的節(jié)能差異,因此根據(jù)實際工況、余熱利用出口溫度的不同合理選擇余熱利用集成方式也尤為重要。

本文首先對熱力學的等效恰降法進行了介紹,分析提出了汽水系統(tǒng)熱平衡法,并根據(jù)傳熱學相關(guān)知識提出了系統(tǒng)集成的限制條件,對不同煙氣余熱利用系統(tǒng)集成方式進行了分析計算,從而分析了不同煙氣余熱利用集成方式的節(jié)能效果。為不同情況下集成方式的選取和下文分析提供了依據(jù)和基礎(chǔ)。

1 汽水系統(tǒng)熱平衡法計算余熱利用節(jié)能效果

汽水系統(tǒng)熱平衡法即將煙氣余熱深度利用系統(tǒng)對原有鍋爐汽水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變引入原汽水系統(tǒng)熱平衡計算中,通過對整個汽水系統(tǒng)的熱平衡重新計算得出余熱利用的節(jié)能效果。

（1）余熱回收系統(tǒng)加熱凝結(jié)水流量：

式中：Dd——加熱凝結(jié)水流量(kg/h)；

Hout——余熱回收換熱器出口凝結(jié)水焓值(此處為回收系統(tǒng)加熱水流入凝結(jié)水管路接點洽值計算式,非定值)(kJ/kg)；

hin——余熱回收換熱器進口凝結(jié)水恰值(凝結(jié)水流入余熱回收系統(tǒng)處恰值計算式,非定值)(kJ/kg)

（2）汽機側(cè)低壓加熱器凝結(jié)水流量：

Ddj=Dc-Dd

式中：Ddj——汽機側(cè)低壓加熱器凝結(jié)水流量(kg/h)；

Dc——原系統(tǒng)凝結(jié)水流量(kg/h)。

將式以上兩個公式帶入原汽水系統(tǒng)熱平衡計算中,即可計算得出煙氣余熱利用系統(tǒng)加入原汽水系統(tǒng)后鍋爐的功率。根據(jù)燃煤量計算得出煤耗變化量。

式中：B——燃用標煤量(t/h)；

Peo——原系統(tǒng)發(fā)電功率(MW)；

Pel——加入余熱利用系統(tǒng)后發(fā)電功率(MW)。

2 凝結(jié)水系統(tǒng)對余熱利用系統(tǒng)的約束

煙氣余熱利用煙氣向介質(zhì)凝結(jié)水放熱,受到傳熱的限制：

式中，Tpy——排煙溫度(℃)；

Tyy——原煙氣排煙溫度(℃)；

Tin——余熱回收換熱器凝結(jié)水入口溫度(℃)；

Tout——余熱回收換熱器凝結(jié)水出口溫度(℃)。

3 余熱深度利用節(jié)能潛力的深度分析

鍋爐余熱深度利用節(jié)能效果直接受到排煙溫度的影響,隨排煙溫度的變化,余熱回收系統(tǒng)可用熱量發(fā)生變化,節(jié)能效果差異較大；然而煙氣拾值變化表征的是可用熱量的最大值,熱量的實際利用效果同樣受到傳熱效果的影響,隨換熱損失增加而減小,并受到汽水系統(tǒng)連接方式和低壓加熱器溫差的限制。

4 小結(jié)

4.1 低溫煙氣余熱利用傳熱過程受到熱介質(zhì)煙氣最低溫度必須高于冷介質(zhì)余熱回收換熱器凝結(jié)水入口溫度；最高溫度高于余熱回收換熱器凝結(jié)水出口溫度；并聯(lián)接入凝結(jié)水系統(tǒng)時,余熱利用系統(tǒng)加熱凝結(jié)水流量必須小于等于汽水系統(tǒng)凝結(jié)水總流量。

4.2 低溫煙氣余熱回收系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)的集成受到凝結(jié)水溫度和流量等因素的限制,回收熱量受到換熱器效率的影響,不同的集成方式也同樣會帶來不同的節(jié)能效果,在滿足限制條件的情況下盡量加熱前一級加熱器,替代前一級抽汽能帶來更好的節(jié)能效果。

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