火电厂烟气综合优化系统余热深度回收技术

火电厂烟气综合优化系统余热深度回收技术 来源：中国节能产业网 时间：2010-12-30 14:07:35 用手机浏览 一、技术名称：火电厂烟气综合优化系统余热深度回收技术 二、适用范围：燃煤火电机组 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状： 火力发电厂消耗我国煤炭总产量的50%，其排烟热损失是电站锅炉各项热损失中最大的一项，一般在5%～8%，占锅炉总热损失的80%或更高。排烟热损失的主要影响因素是锅炉排烟温度，一般情况下，排烟温度每升高10℃，排烟热损失增加0.6%～1.0%，发电煤耗增加2g/kWh左右。我国现役火电机组中，锅炉排烟温度普遍维持在125～150℃左右水平，褐煤锅炉为170℃为左右，排烟温度高是一个普遍现象，由此造成巨大的能量损失。 对于已经投运的锅炉，经过燃烧优化来降低排烟温度的幅度非常有限，省煤器和空气预热器的改造因受到空间的限制，降低排烟温度的幅度也很小，同时尾部受热面的低温腐蚀也限制了排烟温度的大幅降低。因此，独立于原有锅炉系统之外的排烟余热回收系统成为节能降耗的首选。 四、技术内容： 1．技术原理 电站锅炉排烟余热深度回收利用系统安装在除尘器之后、脱硫塔之前的烟道中，可以最大程度地降低烟气温度，使烟气温度再降低40～50℃。在一些采用湿烟囱或烟塔合一等最新烟气排放技术的电厂，脱硫塔入口烟温可降低到85℃左右，使烟温达到最佳脱硫效率状态，大大减少脱硫塔的冷却水耗。 排烟余热回收系统所吸收的能量可以用来加热凝结水，或通过暖风器加热空气提高送风温度，从而减少低压加热器或者暖风器的抽汽量，增加汽轮机做功，提高机组效率。 2．关键技术

1）排烟余热回收装置即烟气冷却器的设计； 2）排烟余热回收装置即烟气冷却器的防腐；

3）排烟余热利用系统即低压给水加热器或者暖风器的设计； 4）热力系统优化设计和控制。 3．工艺流程

工艺流程见图1，循环介质（水）在循环水泵5的作用下，通过入口集箱3进入烟气冷却器2，吸收尾部烟道1中的烟气余热后温度升高，经出口集箱4流出。当环境温度较高时（例如在夏季），导向阀13切换到加热给水状态，空气加热器闸阀8全关，给水加热器闸阀6全开。经出口集箱4流出的高温循环介质（水）进入给水加热器14，把在烟气冷却器2中吸收的热量释放给低压给水后开始下一个循环。凝结水经过分水调节阀10、11、12进入给水加热器14，吸收循环介质（水）释放的热量，温度升高后进入除氧器。分水调节阀10、11、12可以改变各级（1#、2#、3#）低压加热器的分水比，根据实际运行情况进行优化调节。当环境温度较低时（例如在冬季），导向阀13切换到加热冷空气状态，空气加热器闸阀8全开，给水加热器闸阀6全关。经出口集箱4流出的高温循环介质（水）进入空气加热器7，把在烟气冷却器2中吸收的热量释放给送风后开始下一个循环，冷空气温度升高后进入空气预热器继续加热。

烟气综合优化系统余热深度回收工艺流程图 1为尾部烟道，2为烟气冷却器，3为进口集箱，4为出口集箱，5为循环水泵，6为给水加热器闸阀，7为空气加热器，8为空气加热器闸阀，9为风道，10～12为低压加热器分水调节阀，13为余热利用导向阀，14为给水加热器。 五、主要技术指标： 电站锅炉采用该排烟余热深度回收系统后，发电煤耗可以降低2～3g/kWh。 六、技术应用情况： 该技术已获得国家专利，目前已经在华能集团下属的两个火力发电厂应用。 七、典型用户及投资效益： 典型用户：华能国际电力股份有限公司井冈山电厂 1）建设规模：300MW火电机组。主要技改内容：在增压风机之后脱硫塔之前的烟道增加烟气冷却器，把给水从6#低压加热器前通过管道引入烟气冷却器，加热后回到5#低压加热器，使排烟温度从152℃降低到108℃，低压给水从83.8℃加热到103.7℃，主要设备包括烟气冷却器、控制系统、阀门和管道。节能技改投资额640万元，建设期45天。年节能3990tce，年节约费用319.2万元/年，投资回收期2年。 八、推广前景和节能潜力： 国内现有的300-1000MW机组大部分采用湿法烟气脱硫系统，要求进入脱硫塔的烟气温度在80℃左右，因此锅炉排烟中的部分余热未被充分利用，通常使用喷水、GGH（气气换热器）降温，造成了热量的损失。排烟余热深度回收利用技术可以把这部分热量回收用于加热给水、送风。改造后发电煤耗平均降低约2g/kWh。截止到2009年12月，我国火电装机容量为6.52亿kW。据此推测，如果有50%的火电厂进行排烟余热深度回收利用改造，年运行时数平均按照5000小时计算，每年节能320万tce，节能潜力巨大。 深入专题了解：国家重点推广节能技术目录

一、技术名称：火电厂烟气综合优化系统余热深度回收技术 二、技术所属领域及适用范围：电力行业燃煤火电机组 三、与该技术相关的能耗及碳排放现状

目前，火力发电厂集中表现在实际运行中经济性偏离设计状态较高，存在很大的节能潜力。通过对不同类机组进行诊断分析、研究，发现火力发电厂普遍存在本体效率较低、热力系统冗余与泄漏、运行参数不合理等问题，可利用系列节能技术进行解决，从而提高汽轮机组性能。汽轮机组热力系统的状态是影响机组能耗和运行安全经济性的重要影响因素，目前很多机组存在热力系统运行损失大、维护成本高、检修后性能下降快等问题。目前该技术可实现节能量64万tce/a，CO2减排约169万t/a。

四、技术内容 1.技术原理

基于火电厂烟气综合优化系统余热深度回收，是在电站锅炉空气预热器与电除尘器之间的尾部烟道加装烟气冷却器，将烟气温度降低到90℃左右，回收的烟气热量可以将凝结水从70℃加热到110℃左右，从而排挤低压加热器抽汽，增加了汽轮机的做功。

余热回收装置安装在电除尘器之前，一方面可以将电除尘器入口烟气温度降低至酸露点以下，SO3与H2O结合形成H2SO4蒸汽，凝结在飞灰表面，使得飞灰比电阻降低至1010（Ω·cm）以下，进入最适合电除尘工作的范围内，大大提高了静电除尘器效率，同时也大大提高了SO3的脱除率。另一方面，烟气在进入除尘器前温度降低，流速也相应减小，在电除尘器内的停留时间就会增加，使得电除尘装置可更有效地对烟尘进行捕获，从而达到更高的除尘效率。因此本技术可以降低除尘器的改造费用。

传统尾部烟道中，SO3只有在通过脱硫塔时才能被脱除，且脱除率仅有20%-30%，剩余的SO3随着脱硫塔出口的饱和烟气进入烟囱，对脱硫塔后的烟道及烟囱产生极大的腐蚀。而本技术可以将SO3的脱除率提高至90%左右，大大减缓了烟气对后续设备的腐蚀。

脱硫塔入口烟温可降低到90℃左右，使烟温达到最佳脱硫效率状态，大大减少脱硫塔的冷却水耗。

该系统在回收烟气余热的同时，不影响现有热力系统的长周期安全运行，不仅降低了排烟温度，提高了机组效率，而且提高了电除尘器效率，节约了脱硫塔的耗水量。

2．关键技术

（1）烟气冷却器的设计； （2）烟气冷却器低温腐蚀研究；

（3）烟气冷却器的防积灰、防磨损设计； （4）热力系统优化设计和控制。

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