燃煤電站鍋爐煙氣余熱與水分聯(lián)合回收技術(shù)展望與分析

1、1燃煤電站鍋爐煙氣余熱與水分聯(lián)合回收技術(shù)展望與分析汪洋中國(guó)華電工程（集團(tuán)）有限公司北京100035RECOVERYOFHEATWATERFROMBOILERFLUEGASTECHNOLOGYWANGYangCHINAHUADIANENGINEERINGCO.LTDBeijingChina100035ABSTRACT:Thereismuchheateneryanmoistureintheboilerfluegasespeciallythe

2、temperatureofLignitecoalfluegasishighwaterevapVolumecontentcanreach15%.UsingcondensingtechnologyachieveCadeuseofwasteheatheatingboilerfeedwatercombustionairwithrecoveryofwater。Basedontechnologydevelopmentofhomeabroaddisc

3、ussedfourkeytechnologyprovidinghelpfulreferencefdevelopmentofenergysavingwatersavingpowerplant.KEYWD:coalfiredpowerplantfluegasheatrecoverymoisturerecoverycondensation摘要：燃煤電站鍋爐煙氣攜熱量大，且煙氣中含有大量的水分，尤其是褐煤鍋爐排煙溫度高，煙氣含水近15%（體積含

4、量）。本文介紹了利用冷凝換熱技術(shù)將煙氣余熱梯級(jí)利用，高溫段加熱鍋爐給水，低溫段用作鍋爐暖風(fēng)器，同時(shí)將凝結(jié)水收集過(guò)處理后回收利用。同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)外該項(xiàng)技術(shù)的研究進(jìn)展，闡述了該項(xiàng)技術(shù)的四大關(guān)鍵問(wèn)題，為推動(dòng)我燃煤國(guó)電站節(jié)能節(jié)水技術(shù)的發(fā)展提供有益參考。關(guān)鍵詞：燃煤電站煙氣；余熱回收水分回收冷凝0引言燃煤電站鍋爐排煙攜熱量巨大煙氣含水率高，特別是燃用褐煤的電站鍋爐排煙溫度一般在140150oC煙氣體積含水量達(dá)15%左右，將鍋爐排煙溫度降低到煙氣的水

5、露點(diǎn)以下煙氣中呈過(guò)熱狀態(tài)的水蒸汽凝結(jié)凝結(jié)水在經(jīng)過(guò)處理之后回收利用對(duì)我國(guó)破解富煤缺水這一資源分布困局具有重要意義。充分利用煙氣顯熱與水蒸汽潛熱，用于加熱鍋爐給水，為鍋爐暖風(fēng)，提高熱能的利用效率，同時(shí)在冷凝過(guò)程中煙氣中的氣體組分被冷凝水吸收、反應(yīng)或凝結(jié)使得排煙中SO2、NOx、Hg等有害物質(zhì)的有效減少[1]因此燃煤電站煙氣余熱與水分聯(lián)合回收技術(shù)是一項(xiàng)既節(jié)能又環(huán)保的新技術(shù)是高效節(jié)能環(huán)保節(jié)水型燃煤發(fā)電示范工程核心技術(shù)之一，對(duì)我國(guó)建設(shè)環(huán)境友好型資

6、源節(jié)約型社會(huì)意義重大。1煙氣余熱與水分聯(lián)合回收技術(shù)發(fā)展[2]煙氣余熱與水分聯(lián)合回收是通過(guò)冷凝換熱器實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)冷凝換熱器將鍋爐的排煙溫度降低到足夠低的水平，煙氣中的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)而放出氣化潛熱，將氣化潛熱加以利用提高能源利用效率，同時(shí)收集冷凝水加以利用，減少系統(tǒng)水耗。3每小時(shí)回收煙氣中的水分100150t左右?；厥盏哪Y(jié)水比較潔凈，對(duì)冷凝水進(jìn)行簡(jiǎn)單處理之后即可回收利用。環(huán)境空氣煙氣排到環(huán)境煙氣冷凝水風(fēng)機(jī)暖風(fēng)器送風(fēng)機(jī)鍋爐空預(yù)器換熱器III

7、冷凝水煙氣煙氣煙氣鍋爐給水一二次風(fēng)冷凝水加熱后給水空氣低溫省煤器圖1煙氣余熱與水分聯(lián)合回收系統(tǒng)概念圖該技術(shù)不但能夠回收煙氣余熱與水分，而且在冷凝過(guò)程中，SOx以及汞等有害物質(zhì)一同被去除，同時(shí)有效減少濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的水分蒸發(fā)，甚至不蒸發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)“零水耗”濕法煙氣脫硫，解決了缺水地區(qū)濕法脫硫適用性的問(wèn)題，將大量的冷凝水回收利用，充分節(jié)約電廠用水量，對(duì)我國(guó)的電力工業(yè)的發(fā)展意義重大。2.2國(guó)內(nèi)研究及應(yīng)用情況冷凝換熱技術(shù)在燃煤電站鍋爐全煙氣量

8、的處理上還未見(jiàn)應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)大型燃煤煙氣余熱利用項(xiàng)目始于上海外高橋三期2X1000MW機(jī)組的低溫省煤器，低溫省煤器已經(jīng)體現(xiàn)節(jié)能節(jié)水的思想，該技術(shù)在國(guó)內(nèi)多個(gè)電廠得到應(yīng)用，已規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化，但煙氣經(jīng)過(guò)低溫省煤器冷卻溫度依然較高，煙溫遠(yuǎn)未達(dá)到煙氣的水露點(diǎn)，煙氣的余熱還具備較大的回收潛力。上海交通大學(xué)，雷承勇[3]等進(jìn)行了燃煤電站煙氣水分回收技術(shù)試驗(yàn)研究，主要進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，探索了冷凝水冷凝規(guī)律，冷凝水捕集率與煙氣流速、水蒸汽容積份額以及換熱器

9、冷卻水流量的關(guān)系，同時(shí)探討了抗腐蝕材料的選取?？傊趪?guó)內(nèi)針對(duì)大型電站鍋爐煙氣冷凝換熱研究較少，該領(lǐng)域的研究處于起步階段。2.3美國(guó)燃煤電站煙氣余熱與水分聯(lián)合回收技術(shù)研究簡(jiǎn)介[4]美國(guó)能源部于2006年資助了一項(xiàng)鍋爐煙氣水分回收的科研項(xiàng)目（資助號(hào)DEFC2606NT42727），項(xiàng)目由美國(guó)里海大學(xué)（LehighUniversity）能源研究中心承擔(dān)，研究主要分為兩個(gè)階段。第一階段的研究已在2008年12月完成，主要工作內(nèi)容是通過(guò)實(shí)驗(yàn)室及中

10、試規(guī)模實(shí)驗(yàn)結(jié)合數(shù)值模擬手段研究應(yīng)用冷凝換熱器回收燃煤電站煙氣中的水分，進(jìn)行了該技術(shù)的初步探索。鍋爐煙氣水分來(lái)自三個(gè)途徑，燃料水分、燃料氫的氧化、助燃空氣攜帶的水分。煙氣中水分含量與煤種關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，尤其褐煤鍋爐煙氣含水量較大，回收的冷凝水可用于與電廠循環(huán)冷卻水補(bǔ)水或脫硫工藝水。研究人員充分利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)研究換熱器換熱特性以及鍋爐和汽機(jī)熱力系統(tǒng)熱回收潛力，研究了不同工況條件下水分回收率，部分過(guò)程條件下水分回收達(dá)70%，根據(jù)不同的煤種電廠