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烟气余热回收装置简介March2011 StockCode 1318 HK 1 前言 降低锅炉排烟温度 减小锅炉q2损失是提高发电效率的重要途径依靠传统的空气预热器无法将锅炉烟气温度有较大幅度的下降不设置GGH导致脱硫系统为控制入塔烟气温度 需要耗去大量的冷却水暖风器耗用部分蒸汽热量 影响了电厂的经济性 可以满足大幅度降低排烟温度的需要为预热器暖风器提供循环热量可以明显提高电厂的热经济性可以部分替代GGH设备 回收的热能直接为发电工质利用完全符合国家发展绿色煤电的要求 烟气余热回收系统 2 Agenda 技术背景 1 运行情况 3 数据参数 4 技术方案 2 3 技术背景 4 设备应用情况 从1990年代起 欧洲的褐煤锅炉系统 普遍安装低温预热回收系统 将排烟温度从160 170 降低到120 左右 提高电厂热效率0 5 2 日本近十年内新建的1000MW以上机组 和脱硫脱硝装置同步配备烟气余热回收系统3 日本新一代电除尘系统 依靠在空气预热器和电除尘之间加装烟温调节系统 将除尘器入口烟温低到80 改变烟气比电阻 将除尘效果控制到30mg Nm34 美国各锅炉公司的新设计目标是将锅炉排烟温度控制到100 以下 主要依靠提高空气预热器效率和加装尾部换热器 1 现役电站锅炉设计排烟温度长期无法下降烟气酸露点和积灰协同作用一般tpy设计值125 150 褐煤170 左右 2 现役电站锅炉排烟温度普遍偏高设计和运行条件差别tpy运行值普遍偏高 高于设计值约20 50 现役火电厂排烟温度情况 5 排烟温度偏高的危害 目前锅炉排烟温度普遍偏高 除尘器效率降低 脱硫塔耗水量增加 锅炉效率降低 降低烟温 排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项 6 常见烟气余热回收装置的布置方式 采用冷却水源 汽机冷凝水 增加发电量 热利用效率低供热系统回水 热利用效率较高布置位置 电除尘前 提高灰的比电阻 提高除尘率换热器堵灰可能高 腐蚀少脱硫塔前 不会堵灰 腐蚀风险大方案优劣 水媒GGH热利用率最高 但易出现石膏堵塞低温换热器风险带暖风器方案 季节影响较大 7 结构布置图 8 布置位置 9 现场安装 10 现场安装 11 现场安装 12 设计理念 设计理念首先来源于1973年烟气深度冷却的尝试丹麦CorrosionCentre成功完成了燃用乳化油和燃煤锅炉的排烟温度 240 和190 分别降低到80 和90 的工业实践 后者采用了75m高CorTen钢制成的湿烟囱技术 后来 德国SchwarzePumpe2 800MW褐煤机组上应用 设计理念来源 水泥窑广泛应用的水泥窑纯低温余热发电技术 其中窑头空气冷却机350 排气可成功降低到85 左右 13 研发目的 实现电厂节能减排1 采用在静电除尘器后增设烟气余热回收装置回收排烟热量 将烟温由较高的排烟温度降低到适合于脱硫系统需要的入口温度 实现深度降低排烟温度的节能改造 2 烟气余热回收装置回收烟气余热加热凝结水 排挤汽轮机抽汽 增加汽轮机发电功率 提高电厂效率 3 降低进入FGD的烟气温度 提高脱硫效率 脱硫后净烟气经湿烟囱或冷却塔排放 14 技术方案 15 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 系统原理 16 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 总体方案设计1 布置于增压风机之后 17 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 总体方案设计2 布置于增压风机前后 18 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 总体方案设计3 布置于增压风机前 19 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 总体方案设计4 布置于静电除尘器前后 20 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 本体布置方案 水平烟道布置 21 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 本体布置方案 垂直烟道布置 22 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 管束结构方案 高温烟气 低温烟气 烟气冷却器俯视图 23 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 换热元件形式 24 火电厂烟气余热回收装置技术方案简介 换热效果对比 25 运行情况 26 运行 堵灰风险布置在电除尘以后 灰来源少 没有粘度很强的物质 如石膏浆液 布置采用H型或方形肋片 顺列排放 吹灰通透性良好一般不出现堵灰现象腐蚀风险末级换热器在露点下方工作 腐蚀危害较大抗腐蚀对策提高材料等级采用较厚的管子 留有不低于3mm的腐蚀余量采用肋化比较高的管束 提高换热表面壁温 光管区域尽量不接触烟气设计寿命按照一个大修期考虑 27 烟气余热回收装置关键技术 1 优化设计防治积灰 布置在除尘器之后 烟气中99 9 灰分被分离 根据灰成分预测灰的粘污系数指导设计 选择合理管型 烟气流速 减轻积灰 避免硫酸结露引起灰在管壁上的粘结 优化横向节距和纵向节距 改善自清灰 积灰防控技术 28 烟气余热回收装置关键技术 2 运行中选择恰当清灰技术 根据灰的粘污性选择清灰技术 根据清灰技术特点选择清灰技术 由于金属壁温低于酸露点 管壁上灰具有粘结性 除尘器之后的灰粒子很细 具有一定吸附能力 非冷凝受热面可以选用燃气脉冲和压缩空气吹灰 冷凝受热面可以选择蒸汽吹灰和燃气脉冲 积灰防控技术 29 烟气余热回收装置关键技术 3 停炉时选取水清洗除灰 由于金属壁温低于酸露点 硫酸结露使灰具有粘结性 长时间运行会形成灰增量沉积 停炉时用水冲洗可以试积灰得到彻底的清除 积灰防控技术 30 烟气余热回收装置关键技术 烟气中99 9 灰分被分离 磨损大大减弱 H型翅片管自身具有抑制贴壁磨损的功能 烟气进 出口和受热面组织均匀烟气流场 优化横向节距和纵向节距 避免尾迹磨损 选取合适的烟速 降低受热面磨损 磨损防控技术 31 烟气余热回收装置关键技术 正确理解硫酸结露的机理 排烟温度高于酸露点温度 避免形成H2SO4酸雾 选择抗腐蚀能力强的的材料作为传热管 调节进口水温控制传热管金属壁温 非传热管采取有效涂敷措施 低温腐蚀防控技术 32 烟气余热回收装置关键技术 正确理解硫酸结露的机理 排烟温度高于酸露点温度 避免形成H2SO4酸雾 低温腐蚀防控技术 33 烟气余热回收装置关键技术 选择抗腐蚀能力强的的材料作为传热管 低温腐蚀防控技术 Cor Ten和ND钢 碳钢和不锈钢对比 34 公司业绩 江阴利港电厂2 330MW上海吴泾第二发电有限公司1 600MW国电沈阳热电有限公司2 330MW国电宿州热电有限公司2 350MW国电天津津能滨海热电有限公司2 350MW 35 数据参数 36 热量收益数据 收益部分 回收余热 减少汽机抽汽量 1 q5 I I Fcw更换暖风器热源 有利于提高热经济性 1 b q5ah Fair Ta Cpa减少脱硫系统水耗Fgas Tg Cpg 4 187 tw 0 3 2260 如取代GGH 可以降低运行耗功 W 0 42 热耗 支出部分增加了冷凝水的输送功Fcw Pcw p cw 电耗 烟气余热回收装置烟气阻力耗功Fgas Pgas f gas 电耗 暖风器内循环水输送功Fw Pw p w 电耗 37 经济收益计算基本数据 38 发电收益计算 低温省煤器回收的热能可以减少汽机低压缸抽汽量 这部分原用来加热的抽汽可以继续推动转子做功 增加发电量 但是由于蒸汽品位低 所多做的电功量仅为回收热量的10 18 以下为前述100万机组THA工况的汽机抽汽变化情况和汽机输出电功变化数值 39 经济收益计算结果 40 结语 烟气余热回收装置可以产生巨大的经济效益 是完全符合当前发展绿色煤电产业政策的产品 具有良好的市场前景低温腐蚀问题通过采用适当的设计对策是完全能够解决的性能计算手段成熟 容易为试验验证投资回报期很短 没有复杂的运行设备 设备运行维护工作量主要是更换部分被严重腐蚀的管子 41 联系我们 格菱动力设备 中国 有限公司地址 上海市延安西路129号华侨大厦17楼产品推广及代理商 河南德茂电力设备工程技术有限公司地址 河南洛阳高新技术开发区滨河路22号电话 0379 64622867传真 0379 64324588手机 13525467060QQ 1123486899