導言

電站鍋爐的排煙溫度是鍋爐設計的主要性能指標之一，它影響鍋爐的熱效率、鍋爐制造成本、鍋爐尾部受熱面的煙氣低溫腐蝕、煙氣結(jié)露引起的尾部受熱面堵灰、煙道阻力和引風機電功率消耗等，涉及到鍋爐的經(jīng)濟性和安全性傳統(tǒng)理論和以前的技術經(jīng)濟分析結(jié)果認為:電站鍋爐的排煙溫度在120～140℃內(nèi)較住，一般情況下很少采用低于120℃的排煙溫度。與傳統(tǒng)理論和以前的技術經(jīng)濟分析結(jié)果所依據(jù)的基本數(shù)據(jù)相比，目前在能源價格和環(huán)保脫硫要求等方面發(fā)生了巨大變化能源價格高漲，從經(jīng)濟性方面考慮，應該選用更低的鍋爐排煙溫度;在環(huán)保脫硫要求方而，目前大多數(shù)火電廠采用的煙氣石灰石濕法脫硫工藝中，最佳脫硫溫度為50℃左右，通過噴淋方式在脫硫塔內(nèi)將鍋爐排煙溫度降低到50℃左右，不僅消耗了大量的水和能源，而且也增加了煙氣排放量。

1.電站鍋爐排煙余熱回收的可行性

電站鍋爐排煙余熱回收在技術上有一定難度，且在經(jīng)濟上存在獲利邊界，需要進行大量的技術攻關和經(jīng)濟分析工作煙氣余熱回收技術能節(jié)約大量的水資源，且能回收大量原本會白白浪費掉的熱能資源，是典型的節(jié)能減排技術煙氣脫硫技術有數(shù)百種，其中大型火電廠均以濕法煙氣脫硫工藝為主濕法脫硫后的煙氣是否需經(jīng)升溫后排放，世界上有2種實踐，德國早期以及日本的火電廠裝有煙氣換熱器(GGH)將脫硫后的煙氣升溫后排放;美國大部分火電廠將脫硫后的濕煙氣直接排放在我國這2種實踐都有，認為石灰石石膏濕法煙氣脫硫工藝不宜安裝GGH，也證明GGH在運行中容易結(jié)垢，問題比較多近期在我國投運的很多大機組都采用直接排放工藝，如上海某21000MW、浙江某2×1000MW機組等所示鍋爐排煙余熱回收能量示意圖為沒有安裝GGH的濕法煙氣脫硫工藝情況.對于安裝GGH的系統(tǒng)，排煙余熱可回收能量中應減去鍋爐排煙在GGH中的放熱量某電廠的技術專家憑借豐富的運行經(jīng)驗和扎實的熱能動力專業(yè)知識，提出了脫硫系統(tǒng)零能耗的大膽創(chuàng)新概念并實施于該電廠2×1000MW超臨界火電機組脫硫系統(tǒng)零能耗的概念包括鍋爐排煙余熱回收方案，由某設計研究院承擔了排煙余熱回收裝置的技術研究、產(chǎn)品研制及供貨項目運行實踐證明，鍋爐排煙余熱回收裝置將進入煙氣脫硫塔的煙氣溫度有效地降低到85℃左右，運行工程師和設備研制工程師對運行一段時間后的鍋爐排煙熱量回收裝置進行了技術分析，一致認為該裝置運行可靠，沒有出現(xiàn)煙氣低溫腐蝕和受熱面堵灰問題，達到了預期的節(jié)能減排、提高電廠運行經(jīng)濟效益的目的由于鍋爐排煙余熱回收裝置在煙氣溫度相對較低的區(qū)域工作，因此煙氣中的硫酸蒸汽和水蒸氣容易結(jié)露，由此引起的煙氣低溫腐蝕和堵灰問題將是首先需要解決的技術問題只要解決了這兩個主要技術問題，就能保證鍋爐排煙余熱回收裝置在技術上的可行性，然后才能選擇比較經(jīng)濟的具體方案。

2.煙氣低溫腐蝕

2.1煙氣露點溫度計算

煙氣露點溫度的定義為:煙氣中的硫酸蒸汽在壁面上不斷凝結(jié)，直到引起不能允許的低溫腐蝕時的壁面溫度國內(nèi)外有大量關于鍋煙氣露點溫度的研究，由于鍋爐的煙氣結(jié)露問題復雜、研究價值大，所以有大量的研究人員從不同的側(cè)重點對其進行了研究，得出的結(jié)論差別很大對于同一種煙氣成分，應用不同的研究結(jié)論進行計算所得到的煙氣露點溫度差別很大一般，煙氣露點溫度與燃煤成分中的水分含量、硫含量、氫含量、灰分含量、發(fā)熱量以及爐膛燃燒溫度和過量空氣系數(shù)等因素有關，但這些因素的影響程度不同，所以有的計算中會忽略某些因素的影響。

2.2防止低溫腐蝕的可行性

根據(jù)煙氣露點溫度的定義，通過分析鍋爐尾部受熱面的工作情況，認為只要使電站鍋爐排煙余熱回收裝置的傳熱管最低運行金屬壁溫高于經(jīng)驗公式計算的數(shù)值，就能防止煙氣低溫腐蝕的發(fā)生，確保電站鍋爐排煙余熱回收裝置的安全，可靠運行。

2.3傳熱管型式的選擇

由于煙氣余熱回收裝置的關鍵技術問題是低溫腐蝕，而解決低溫腐蝕的關鍵又在于對傳熱管金屬壁溫的控制，所以傳熱管型式的選擇主要考慮有利于提高金屬壁溫由于煙氣出口溫度與冷凝水出口溫度比較接近，所以傳熱模型一采用流換熱方式，以獲得最大傳熱溫差，保證換熱的正常進行當然，這樣會導致煙氣最低溫度和冷凝水最低溫度出現(xiàn)在同一根傳熱管上，不利于提高傳熱管的金屬壁溫。

3.傳熱管堵灰

鍋爐煙氣中的灰不僅會污染傳熱管表面，影響傳熱效率，還會堵塞煙氣流動通道，增加煙氣流動阻力甚至影響鍋爐安全運行，導致不得不停爐清灰在電站鍋爐排煙余熱回收裝置運行過程中，保證傳熱管金屬溫度高于煙氣水蒸氣露點溫度、傳熱管上不會造成水蒸氣結(jié)露至關重要，這樣才能使傳熱管上的積灰為干灰，而對于干灰，運行中有成熟可靠的吹灰器可供選擇對于干灰的清理，主要考慮3個措施:

(1)煙道內(nèi)煙氣流動通暢，在結(jié)構(gòu)設計上不出現(xiàn)大量積灰源，同時保證吹灰器能吹到所有的管束，不留吹灰死角;

(2)煙氣流動速度均勻，設計煙氣流速高于10m/s，使煙氣在流動中具有一定的自清灰功能;

(3)采用蒸汽吹灰器或者壓縮空氣吹灰器定時吹灰，保證傳熱管積灰程度在允許的范圍內(nèi)，使煙氣流動阻力的增大幅度和傳熱能力的降低幅度都在允許范圍內(nèi)。

4.運行實踐

電站鍋爐排煙余熱回收裝置于2008年9月研制成功，取得了令人滿意的運行效果，部分設計和運行數(shù)據(jù)運行數(shù)據(jù)與設計數(shù)據(jù)基本吻合，由于進水溫度提高了10℃，所以在進口煙氣溫度基本相同的情況下，運行排煙溫度比設計值偏高2℃，實際傳熱效果較預期好，取得了令人滿意的鍋爐排煙余熱回收高效節(jié)能效果。

結(jié)束語

(1)從理論上講，只要解決了煙氣低溫腐蝕和傳熱管積灰堵灰的技術問題，鍋爐排煙余熱回收在技術上是可行的示范工程將鍋爐排煙溫度從123℃降低到87℃，降低了36℃，沒有發(fā)現(xiàn)煙氣低溫腐蝕和傳熱管堵灰的現(xiàn)象。

(2)隨著能源價格高漲和煙氣脫硫要求，傳統(tǒng)概念上的鍋爐排煙溫度設計推薦數(shù)值已經(jīng)失真，有必要根據(jù)實際工程情況，按照當?shù)孛簝r、水價和電價等數(shù)據(jù)，綜合考慮設備價格后，確定進入煙氣脫硫塔的煙氣溫度。

(3)鍋爐排煙余熱回收裝置示范工程的成功運行證明:電站鍋爐排煙余熱回收不僅在理論上完全有必要，而且在實踐中也完全能夠做到，起到了良好的節(jié)能減排、降低發(fā)電煤耗以及提高運行經(jīng)濟效益的作用、新途徑。

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