电站锅炉余热深度利用及尾部受热面综合优化

电站锅炉一般设计排烟温度在120-140℃,其损失的热量可达电站全部输入燃料热量的3%-8%,因此进行锅炉尾部烟气余热回收与利用,可以显著提高锅炉效率、降低电厂煤耗,经济效益显著。运用最广泛的电站锅炉烟气余热利用方式是在空气预热器出口的尾部烟道内加装换热器(通常称为"低温省煤器"),利用电站锅炉的低温烟气加热汽轮机凝结水,节省部分汽轮机抽汽,增加机组出力。该文在常规锅炉余热利用系统的基础上,提出一种新型电站锅炉余热利用综合优化系统:在常规回转式空气预热器后加装一个前置式的低温空气预热器,实现烟气分两级加热空气,从而大幅度降低空气预热过程的换热温差;而在两级空气预热器之间布置低温省煤器,可以实现较高温度的烟气加热凝结水,节省较高级的汽轮机抽汽,从而实现更高的节能效果。论文结合某典型1000MW机组的电站锅炉,分析了新型余热利用优化系统的传热特性和节能效果。结果表明案例电厂在常规余热利用系统下,供电煤耗降低约1.6g/(kW h),而新型余热利用优化系统供电煤耗降低约达3.6g/(kW h),按机组年运行5500h计算,新系统每年可减少燃料消耗约2.1万吨标煤、节约燃料费约2100余万元(按标煤1 000元/吨),经济效益显著。     

空气预热器旁路烟气余热利用系统热力特性数值模拟

燃煤电站锅炉普遍存在排烟温度高、排烟热损失大的问题。本文根据能量梯级利用的原则,以某超临界600 MW机组为例,采用商业软件EBSILON建立了包含锅炉、汽轮机和发电机的完整系统模型,并在此模型基础上对常规低压省煤器系统和空气预热器旁路烟气余热利用系统进行了热力特性数值模拟。结果表明:空气预热器旁路烟气余热利用系统可提高烟气余热的利用能级,实现能量的梯级利用,其节能效果约为常规低压省煤器系统的2倍;空气预热器旁路烟气余热利用系统更适用于热一次风干燥能力较大的机组。     

燃煤发电机组锅炉余热利用系统探讨

中国火力发电企业对煤耗的要求已经到了毫克必争的阶段。为了深度回收锅炉尾部烟气余热进而提升机组效率,对4种典型的燃煤机组锅炉尾部余热利用系统进行介绍。以某660 MW超超临界机组工程为例,采用等效焓降法,对3种余热利用系统的节能效果进行分析,结果表明：冷风加热器+空气预热器烟气旁路系统的节能效果最佳,其节约煤耗约3.7 g/（kW·h）。     

基于空气预热器分级设计的电站锅炉余热利用系统

为了深度挖掘锅炉尾部烟气的余热利用潜力,进一步提高机组效率,降低供电煤耗,低温省煤器技术的常规余热利用系统仅限于加热较低温度凝结水的问题,根据能量梯级利用原则提出了一种基于空气预热器分级串联设计的电站锅炉深度余热利用系统,该系统将空气预热器分3级串联布置,每2级空气预热器之间设置烟水换热器。结合某超超临界1 000 MW燃煤机组,通过对这种新型余热利用系统与常规余热利用系统的热力性能分析、火用分析和经济性分析,对比了2种系统的热经济性。结果表明,对于该机组,采用新型余热利用系统可节约供电标准煤耗为1.94g/(kW·h),约为常规余热利用系统的1.7倍,且新型余热利用系统的年增加净收益为常规余热利用系统的1.4倍,节能效果与经济效益均显著提高。     

1000MW燃煤机组锅炉排烟节能技术的应用

为配合2台1 000 MW机组节能减排、高效宽负荷降低供电煤耗项目的设计需要,从提高锅炉排烟余热的热能品位着手,在保证锅炉空气预热器安全运行的前提下,提出了利用汽轮机低压凝结水与低温省煤器配合共同提高锅炉排烟的热能品位的方法。运行实践证明,该方法节能效果明显。     

集成旁路烟道技术的高效烟气余热利用系统

通过增设烟气余热利用系统回收电站锅炉尾部的烟气余热,用以替代抽汽加热凝结水,能够增加汽轮机总出功,提高机组效率。应用德国Niederaussem电厂高效烟气余热利用系统旁路烟道的设计思路,针对国内典型百万kW机组提出基于旁路烟道的新型电站锅炉余热利用系统。通过系统集成大幅提高了烟气余热的温度,从而实现了更好的节能效果。案例分析结果显示相对于常规锅炉尾部余热利用系统,基于旁路烟道新型余热利用系统可使机组供电煤耗下降5～6g/(kW.h),梯级利用效率,节能经济优势明显。     

电站余热利用方案的热力学对比分析

我国电站普遍存在燃煤耗量高,机组效率低的问题,在锅炉尾部烟道增设余热利用系统是解决此问题的重要手段之一。以国内某超超临界1 000MW机组为例,对电站传统余热利用方案和新型并联余热利用方案进行了热力计算及火用分析对比。结果表明:新型并联余热利用方案可使机组供电煤耗降低值增至传统余热利用方案的2倍,空气加热部分火用损降低5.4MW,使空气预热器火用效率由78.3%提高至85.0%;机组热功转换效率显著提高,节能效果显著。     

电站锅炉排烟余热能级提升系统分析

将排烟余热用于加热凝结水,参与蒸汽回热循环,是电站锅炉排烟余热有效的利用途径之一。该文利用分析方法,建立电站锅炉排烟余热利用的通用收益模型,分析传统电站锅炉排烟余热利用系统,指出空气预热器存在较大损的缺陷。将空预器单元引入系统,组建了电站锅炉排烟余热能级提升系统,并结合某超临界1000MW机组热力参数,对其进行了收益分析计算。结果表明,排烟温度降低35℃,由于空预器单元 损失下降,与传统排烟余热利用系统相比,能级提升系统利用烟气的能级提升了1倍,机组效率提高了0.75%。     

联合旁通烟道与暖风器的锅炉烟气余热利用系统

联合应用空气预热器旁通烟道与暖风器回收电站锅炉排烟余热,可使锅炉尾部烟气热能与汽轮机回热系统间的交叉梯级利用更优,获得更高的电厂效率。以某600 MW超超临界燃烟煤机组为例,对旁通烟道与暖风器联合系统进行了热经济性与技术经济性分析,作为比较对常规旁通烟道系统也进行了计算。结果表明,由联合系统回收锅炉排烟从122℃降温至90℃的余热,使机组供电标准煤耗减小4.26g/(k W?h),需投资1500万元,动态投资回收期1.73年;而应用常规系统时上述结果分别为:2.63g/(k W?h)、1685万元和3.56年。可见联合系统具有明显的热经济性和技术经济性优势,建议对其进行工程化应用研究。提高暖风器出口温风温度可提高联合系统热经济性,但技术经济性结果变化很小,故温风温度不宜过高。     

燃煤电站一次风加热流程优化的高效集成系统性能分析

在常规燃煤电站机组中,一次风加热流程和尾部烟道低温烟气换热流程存在数量可观的可用能损失和较大的优化利用空间,为减小系统换热过程的不可逆损失,该文提出基于一次风加热流程优化的高效集成系统,预干燥进入制粉系统的较高水分原煤,降低一次风的吸热量,在此基础上利用两级蒸汽加热器分级加热一次风,同时优化低温烟气换热流程,回收低温烟气余热,可大幅提高机组出功。该文以国内某典型1000MW超超临界燃煤机组为案例,针对一次风加热流程优化的高效集成系统的换热过程以及能量分配进行了热力计算,并对系统做了技术经济性分析。研究结果表明,原煤水分由18.1%干燥至8%的情况下,一次风流程-损失大幅下降,锅炉有效利用热量显著提高,机组功率增加27.6MW,发电煤耗率降低6.7g/(k W·h),烟气的酸露点温度和空气预热器的换热面积均有一定程度下降,机组运行经济性与安全性均得到一定的提升,年增加净收益可达1129.4万元。     

1000 MW超超临界机组烟气余热集成利用技术研究

为了充分利用电厂烟气余热,针对1 000 MW超超临界机组,设计了一个由3组省煤器和2组空气预热器组成的烟气余热集成利用系统。其中一组省煤器用于保持锅炉进口温度不变,以减少锅炉的改造量;前置式空气预热器在确保进入脱硫系统的烟气温度满足要求时,还可以部分利用烟气余热。通过迭代法确定3个省煤器的最佳进出口温度,假设系统给煤量保持不变计算出发电功率为1 014.13 MW,即在额定工况下系统节煤量达到最大值为3.699 g/(k W·h),机组年节约标煤2.09万t。     

电站锅炉烟气余热回收利用装置的试验分析及研究

某台330 MW机组锅炉尾部烟道加装烟气余热回收利用装置,利用烟气余热加热机组凝结水,降低排烟温度。将锅炉排烟温度由140℃降到80℃的最佳脱硫温度,实现排烟余热的第一次提取。从脱硫塔出来的烟气,再进入烟气脱水装置,利用静电将烟气中的水分脱去,同时回收水分的凝结潜热,实现排烟温度余热的第二次提取。试验结果表明:烟气余热回收热量为25.39 MW,回收烟气中水蒸汽凝水量6.4 t/h,热耗降低83.29 k J/k Wh,折合发电煤耗3.09 g/k Wh。此余热装置采用氟塑料换热器解决了换热管束的耐腐蚀和积灰结垢问题且技术成熟,可以在余热回收装置中推广应用。     

利用低压省煤器实施300MW CFB锅炉排烟余热利用改造

云南大唐红河公司的循环流化床锅炉是国内第一台采用低压省煤器技术回收烟气余热的300 MW机组。目前国内电煤供应形势紧张,火电机组燃用煤种已偏离设计煤种,导致锅炉排烟温度偏高、辅机出力不足等问题。为降低锅炉排烟热损失,回收排烟余热,云南大唐红河公司的300 MW循环流化床锅炉采用了低压省煤器技术,成功地实现了余热回收,提高了锅炉尾部烟道设备的可靠性。半年的连续运行时间表明,该系统运行稳定,节能效果显著。介绍300 MW等级的循环流化床锅炉采用低压省煤器改造的背景、技术方案及节能效果。     

电站锅炉尾部受热面综合优化设计

在详细分析传统电站锅炉尾部受热面和常规低温省煤器布置方案的基础上,提出一种新型电站锅炉尾部受热面优化布置方案:把空气预热器分级布置,在分隔烟道内布置省煤器和高温空气预热器,在主烟道内,布置两级空气预热器,在两级空气预热器之间加装低温省煤器。结合某典型1 000 MW机组的电站锅炉,分析了新型电站锅炉尾部受热面优化布置方案的传热特性和节能效果。对案例电站在新型受热面优化布置方案下产生的经济效益进行了阐述。     

电站锅炉尾部烟气余热回收与梯级利用系统特性分析

燃煤电站锅炉实际运行排烟温度一般在130~150 ℃,进一步回收烟气余热有利于降低发电煤耗,减少污染物排放。针对电站锅炉尾部不同位置烟气参数不同的情况,设计了安装在空气预热器后及湿法脱硫装置后的两级热交换器余热回收系统,并结合330 MW燃煤电站锅炉,分析了不同负荷下,两级热交换器的换热量、冷凝水量、两侧介质静压差及发电标准煤耗降低值的变化情况,同时监测了二级热交换器前后烟气中固体颗粒物含量。结果表明：一级热交换器的换热量明显高于二级热交换器,烟气中水分主要在二级热交换器冷凝;标准煤耗降低值高达3.09 g/（kW·h）;同时烟气经过二级热交换器后固体颗粒物含量明显降低。为燃煤电站锅炉尾部烟气余热回收利用提供了参考。     

1000 MW机组锅炉空气预热器旁路余热利用系统节能效果分析

目前,国内电站燃煤锅炉常用烟气余热利用技术中,主要典型系统有烟气冷却器系统、水媒式烟气-烟气冷却器(MGGH)系统、冷风加热器+烟气冷却器系统、冷风加热器+空气预热器旁路系统4种。本文重点分析了冷风加热器+空气预热器旁路系统及冷风加热器+烟气冷却器系统对锅炉入炉热量及锅炉热效率的影响,并分别从烟气侧与空气侧计算了其影响程度,在此基础上,对上述2种烟气余热利用系统的综合节能效果进行了对比计算。结果表明:冷风加热器+空气预热器旁路系统并非节能效果最优,在各种工况下,其节能效果均小于冷风加热器+烟气冷却器系统;在额定负荷设计工况下,冷风加热器+空气预热器旁路系统节能效果比冷风加热器+烟气冷却器系统低0.797 g/(kW·h)。其原因是该系统将可用于锅炉的能量品位最高的热量用于烟气余热利用系统,违反了能量梯级利用原则。     

330MW机组烟气余热利用改造方案的研究

低排烟温度对于节能降耗、提高锅炉的安全可靠性具有重要的实际意义。烟气余热利用有利于降低排烟温度和提高机组热经济性。对河北某电厂4×330 MW的发电机组实施烟气余热利用工程改造,通过在锅炉尾部烟道布置烟气冷却器,将锅炉的排烟温度由原偏高的实际运行温度降低到适于除尘器运行及脱硫的某一温度,烟气冷却器将这部分热量回收到凝结水或热网水中。根据烟气冷却器主要布置方式及特点,提出2种设计方案。通过对两种方案进行节能效益和经济效益的分析和对比,结果表明设计方案二优于第一种设计方案。具有显著的经济与环境效益。     

燃煤电厂低低温省煤器技术节能分析

排烟热损失是燃煤电厂锅炉各项损失中最大的一项,排烟余热有效利用是节约能源的有效措施。通过低低温省煤器技术可回收锅炉尾部烟气热量,达到节能目的。在电除尘前加装低低温省煤器后,排烟温度和机组煤耗降低,节能效果明显。     

带原煤预干燥的电站高效烟气余热利用系统热力学分析

在燃用较高水分煤种的系统中,将原煤预干燥系统和烟气高效余热利用系统结合,能够在提高进入锅炉热量的同时充分实现能的梯级利用,缓解换热设备的低温腐蚀,进一步提高机组的经济性和安全性。为研究高效烟气余热利用系统与原煤预干燥系统结合对系统效率的影响,文章建立了干燥机、制粉系统的热平衡模型,在此基础上以国内某典型百万千瓦超超临界燃煤机组为案例,对带原煤预干燥的高效烟气余热利用系统进行了热力学计算,详细分析了系统的能量分布及经济性能,并对原煤的干燥程度对烟气酸露点和空气预热器选型的影响进行了讨论。结果表明:该系统在锅炉最大连续蒸发量(boiler maximum continuous rating,BMCR)工况下,将原煤由18.1%水分干燥至8%水分时,能够降低发电煤耗6.56g/(k W·h),较采用低温省煤器的常规余热利用系统发电煤耗降低5.74g/(k W·h),与此同时,烟气的酸露点温度、空气预热器的空气流量及换热量均有一定程度的下降,机组经济性和运行安全性均有较大幅度提高。     

一种锅炉烟气余热利用的高效循环系统分析

国内50～1000 MW电站锅炉烟气余热利用于凝结水系统,其转换效率为19.5％～23％,根据能级原理,提出了一种深度利用烟气余热和减少回热抽汽损失、实现锅炉排烟温度自动控制的高效循环系统方案.热力学分析表明,此方案可使1000 MW机组无煤附加功率由0.6 MW增加至20.125 MW,全厂净效率提高0.9％,投资回收期小于2.0年,具有良好的节能减排、降低发电煤耗的作用,并对新建和老机组设计优化提出了原则性的建议.