关于脱硫GGH取消后热量回收实现深度节能的可行性研究.doc

关于取消脱硫GGH后热量回收实现深度节能的可行性关于取消脱硫GGH后热量回收实现深度节能的可行性研究XX大学济南XX有限责任公司201012关于取消脱硫GGH后热量回收实现深度节能的可行性研究一背景背景1：前期锅炉脱硫系统绝大多数配套GGH加热系统，但是运行实践表明，该系统存在诸多问题，最为突出的就是换热空间堵塞和GGH的漏风。由于几乎全部受热面运行于露点以下，烟气侧会结露，热烟气侧表面会积灰；冷端烟气侧换热面也由于脱硫系统的贡献而经常发生石灰的积聚。所以这些，都导致换热效果的降低，更为重要的是，使得回转式GGH耗电量增大，增压风机电耗增大。很显然增加了厂用电率，提高了发电厂的供电煤耗。此现象已经到了极为严重的地步，所以许多已经安装GGH的机组，有的已经取消GGH系统，有的也在积极采取措施，准备取消该系统。背景2：目前新上机组的脱硫系统几乎全部选择了不设置GGH系统。背景3：脱硫系统中取消了GGH系统后，必然增加了进入脱硫系统的烟气温度，这将降低脱硫效率。最佳的脱硫工作温度为烟气温度不得大于80-90。为了满足这个要求，就要喷水减温。一般正常运行的锅炉，排烟温度在120-130，把这个温度降低到90，喷的水量是很大的。浪费了水，同时也加重了脱硫系统的负担。更为重要的是，这里蕴含着巨大的热量，就这样浪费掉了。背景4：国家的节能减排政策与企业的经济效益，需要我们挖潜节能。我们为什么不利用这一能量呢？二、热量回收方案根据现场条件和实际运行数据，XX大学热力设备节能课题组和济南XX技术有限责任公司进行了分析和研究，决定在锅炉尾部增设专利技术低压省煤器实现深度降低排烟温度的节能改造。在原GGH的位置，增设低压省煤器，把烟气温度降低到适合于脱硫系统需要的入口温度，回收这部分热量。回收的这部分热量，根据现场实际情况，可以有若干用途。根据我们的工程实践，该部分热量可以有三个用途：（1） 用于供热，对于供热机组，或者有供热任务或者附近有热负荷的机组，低压省煤器用于加热供热用水。这是取得效益最大的一个用途。因为可以取代蒸汽或者其他热媒，加热了供热水，对外产生了效益。（2） 对于沿海的发电厂，可以把这一部分热量用于海水淡化，采用低温多效海水淡化工艺。（3） 如果没有供热负荷，也不需要海水淡化，则可以把这部分热量输入本机组的回热系统。从回热系统引一路凝结水，进入低压省煤器，吸收烟气的热量后，再引入回热系统的适当位置。上述三个用途我们均申请了国家专利，具有自主知识产权。根据排烟温度的水平，可以设置高温的低压省煤器和低温的低压省煤器，并采取不同的设计结构，布置于不同的位置，以简化系统、提高可靠性和减低成本。三.实施上述方案的可行性1.XX大学热力设备节能研究团队和济南XX有限责任公司关于降低锅炉排烟温度的研究已经近十年，进行了许多相关的研究探讨，包括：（1）锅炉尾部换热面的强化传热研究；（2）烟气环境中的换热面磨损特性研究以及防止磨损的方法；（3）烟气环境中的换热面积灰特性研究以及防止积灰的方法；（4）烟气露点以下环境中换热面的腐蚀规律以及防止腐蚀的方法；（5）锅炉降低排烟温度的研究；（6）锅炉深度降低排烟温度的研究；（7）外部输入热量对于汽轮机回热系统、凝汽器的影响研究。2. XX大学热力设备节能研究团队和济南XX动力技术有限责任公司关于降低锅炉排烟温度的工程改造已经近十年，完成了数十台各种型号的锅炉降低排烟温度的改造，积累了许多工程改造经验。改造后，发电厂的供电煤耗降低2-5g/kwh，可以产生巨大的经济效益。3.无论是已运行机组还是新上机组，GGH的原位置或者其他的烟道位置，根据现场条件，从空间布置上没有问题，可以布置充足的受热面。4.由于布置在电除尘之后，降低了受热面磨损的可能性。5.换热元件采用的零隙阻镍基渗层翅片管或者搪瓷管或者其他耐腐蚀管，具于较好的抗磨损性能和抗腐蚀性能。这一元件为允许元件结露创造了条件。因此，综上所述，无论是技术上，还是经验上都是成熟的。我国目前供电煤耗最低的外高桥三厂，采用了本系统后，可以降低热耗51 kJ(kW ·h)，并使脱硫水耗降低63 th。使脱硫系统使用的厂用电量与烟气再利用所发的电量几乎抵消，从而实现“零能耗”脱硫。四、本节能改造的优点分析（1）降低排烟温度60-70。这样大的温度降低是任何一个其他方案都无法达到的，因此本方案可以取得最大的经济效益。（2）低压省煤器的给水跨过若干级加热器，利用级间压降克服低压省煤器本体及连接管道的流阻，不必增设水泵，提高了运行经济性、可靠性，同时也自然地实现了排烟余热的梯级利用。（3）如果把高温级低压省煤器设置在电除尘之前，则可以显著降低锅炉排烟温度的同时，可以使烟气体积流量减小，引风机的电流降低，保证了引风机的负荷。同时还可以提高除尘器的效率。显然，对于采用布袋式除尘器的锅炉，增设高温级低压省煤器更为必要。（4) 本技术把锅炉的余热利用与汽轮机的回热系统巧妙地结合起来，对于锅炉燃烧和传热不会产生任何不利影响。由于低压省煤器布置于锅炉的最后一级受热面（下级空预器）的后面，因此，它的传热行为对于锅炉的一切受热面的传热均不发生影响。因此既不会降低入炉热风温度而影响锅炉燃烧，也不会使空气预热器的传热量减少，从而反弹排烟温度的降低效果。（5)具有良好的煤种和季节适应性。锅炉的低压省煤器的出口烟气温度可以根据季节和煤质进行调节，以实现节约煤耗和防止低温腐蚀的综合要求。（6)具有良好的负荷适应性。低压省煤器的单位标煤节省量在锅炉低负荷运行时并不降低，仍然可以保持较高的运行经济性。这一点对于长期处于低负荷运行的机组是非常有利的，也是任何其他降低排烟温度的方法都不可以实现的。（7)采用低压省煤器，对于提高机组的综合运行可靠性具有重要意义，既可以避免原高压省煤器的水冲击及管束振动（若采用增加原高压省煤器换热面积的方法），又可以优化汽轮机抽汽回热系统，提高系统的可靠性。(8)采用低压省煤器系统，可以充分利用锅炉本体以外的场地空间，布置所需的受热面，并留有足够的检修空间，检修方便。(9)增设低压省煤器，实际上减少了抽气量，增大了通流部分的通流量，所以可以改善流场的充满度，减少流动损失，提高低压部分的内效率。（10）进入脱硫系统之前，烟温已经得到大幅度降低，如果脱硫系统之前需要喷水降温，则采用低压省煤器之后，完全可以把脱硫系统之前的喷水降温停用，节约了水资源，节约了用电。五、结论1. 采用增设低压省煤器方案是实现取消GGH后回收热量，实现降低排烟温度，实现深度节能的最佳方案。2. 无论是原采用GGH的脱硫系统，还是新上机组，均可以采用此技术。3. 高温低压省煤器既可以回收热量又可以保护布袋除尘器；低温低压省煤器既可以回收热量又可以为脱硫创造烟温条件，还可以节水。4. 该新技术是成熟的；4. 每台机组改造后标准煤耗可以降低 2-5g/kWh。7