【正文】 ......................... 28 將排污水引至半干法脫硫漿液制備系統(tǒng)進(jìn)行煙 氣脫硫 ......... 29 5 鍋爐排污水回收和利用的計算 ..................................................... 32 鍋爐排污水熱交換計算的理論依據(jù) ......................................... 32 九號鍋爐連排擴(kuò)容器運(yùn)行參數(shù) ................................................. 37 鍋爐排污水回收的熱力計算 ..................................................... 37 鍋爐排污水引入半干法脫硫系統(tǒng)的計算 .................................. 40 6 結(jié)論 .............................................................................................. 41 參考文獻(xiàn) ........................................................................................... 42 致 謝 .............................................................................................. 46 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 鍋爐排污水的回收與利用 1 緒論 我國是一個能源資源大國 ， 更是一個人口大國 。 按人口平均的能源資源占有量來計算 ， 我國又是一個能源資源貧國 。 盡管許多學(xué)者認(rèn)為 ， 21世紀(jì)的能源開發(fā)應(yīng)走多元化戰(zhàn)略 ， 大力開發(fā)替代能源 ， 但從我國目前的實(shí)際 情況來看 ， 研發(fā)新能源的前景固然廣闊 ， 而節(jié)約能源在現(xiàn)階段更加必要、可行并且潛力巨大 。 應(yīng)該將節(jié)能視為煤、油、氣和水能之后的“第五能源” ， 講究能源利用效率和經(jīng)濟(jì)效益 ，堅(jiān)持能源和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展 。 我國的能源利用效率與發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)大的差距 。 造成這種現(xiàn)象的原因不僅在于技術(shù)的落后 ， 更在于公民節(jié)能意識的淡薄以及國家節(jié)能政策落實(shí)的不完善或未落實(shí)等 。 “中國能源中長期規(guī)劃”可歸納為 ： “節(jié)能優(yōu)先、效率為本 ； 煤為基礎(chǔ)、多元發(fā)展 ； 城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、合理布局 ； 立足國內(nèi)、開拓國外 ； 科學(xué)發(fā)展、創(chuàng)新體制、保護(hù)環(huán)境、保障供給” 。 目前 ， 節(jié)能問 題已經(jīng)被提到了一個前所未有的高度 。 降低能源消耗被歷史性地寫入第十一個五年規(guī)劃的目標(biāo) ： “在優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效益和降低消耗的基礎(chǔ)上 ， 要實(shí)現(xiàn) 2020年人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比 2020年翻一番 ； 資源利用效率顯著提高 ， 單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比‘十五’期末降低 20%左右 。 ”單位 GDP能源消耗指標(biāo)寫入五年規(guī)劃 ， 將節(jié)能降耗目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)放在同等重要的位置 ， 并列入全國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展總目標(biāo)中 ， 這充分說明節(jié)能的重要意義 。 國內(nèi) 能源利用現(xiàn)狀 能源是指自然界中能夠轉(zhuǎn)換成熱能、光能、電能和機(jī)械能等能量的物質(zhì)資源 。以原始狀態(tài)存在于自 然界 ， 不需要加工或轉(zhuǎn)換，可以直接使用的能源 ， 稱為天然能源或一次能源，如原煤、原油、天然氣、水能、生物質(zhì)能、核燃料、太陽能、地?zé)崮?、潮汐能?。 經(jīng)過加工或形式轉(zhuǎn)換的能源稱為二次能源 ， 如焦炭、汽油、電力、蒸汽等 。 煤炭、石油、天然氣以及水能等能源 ， 在現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)條件下已經(jīng)被廣泛使用 ， 稱為常規(guī)能源或傳統(tǒng)能源 。 由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的限制 ， 正在研究開發(fā)而尚未得到大規(guī)模利用的能源稱新能源 ， 如核聚變能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能、氫能、海洋熱能等 。 新能源不僅數(shù)量巨大 ， 種類繁多 ， 而且使用清潔 ， 不易污染環(huán)境 。 又因它們 (除核能外 )消耗與補(bǔ)充速度可以持平 ， 故又稱連 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 續(xù)性能源或可再生能源 。 水能也是可再生能源 。 與煤炭、石油、天然氣等化石燃料相比 ， 通常認(rèn)為新能源不造成環(huán)境污染 。但隨著新能源的廣泛使用 ， 局部的影響也會給人類和自然界帶來嚴(yán)重危害 ， 如太陽能電池生產(chǎn)中使用的有毒物質(zhì)、風(fēng)能裝置的噪聲、地?zé)崮荛_發(fā)溢出的硫化氫等 。因此 ， 新能源的開發(fā)利用同樣要充分考慮環(huán)境保護(hù) 。 從能源資源總量來評價 ， 可以說我國是能源資源豐富的國家之一 。 但從能源品種、地區(qū)分布以及人口等因素分析 ， 我國能源資源的勘探和開發(fā)利用存在著先天的矛盾或問題 ， 需要采取有效戰(zhàn)略 及措施加以妥善解決 。 例如 ， 人均能源資源占有量低 ， 能源節(jié)約是長期的任務(wù) ； 能源資源地區(qū)分布不均衡 ， 要妥善解決能源長距離輸送問題 ； 能源資源結(jié)構(gòu)以煤為主 ， 應(yīng)多途徑優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu) 。 我國目前的能源現(xiàn)狀可描述為 ： 國內(nèi)能源供應(yīng)緊缺、人均能源消費(fèi)偏低、能源利用效率不高、人均能源資源不足、環(huán)境約束日益顯現(xiàn)、交通運(yùn)輸壓力過大 。 我國能源資源總體的地區(qū)分布是北多南少、西富東貧 ， 能源品種的地區(qū)分布是北煤、南水和西油氣 .而我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源需求量大的地區(qū)是東部和東南沿海地區(qū) 。 能源資源分布和經(jīng)濟(jì)布局的矛盾 ， 決定了我國能源的流向是由西 向東和由北向南 ， “北煤南運(yùn)”等能源大量輸送的格局是不可避免的 。 研究制訂和貫徹落實(shí)能源運(yùn)輸戰(zhàn)略 .是實(shí)蘢我國能源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分 。 “西電東送”和“西氣東輸168。等工程對我國的經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速發(fā)展將起至關(guān)重要的作用 。 我國常規(guī)能源資源以煤炭為主的結(jié)構(gòu) .決定了能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以及電源結(jié)構(gòu)以煤炭為主的特點(diǎn) ： 煤炭與其他能源相比 ， 利用效率低 ， 污染嚴(yán)重 。因此 ， 煤炭的清潔利用必須引起高度重視 .這是提高我國能源效率 ， 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的根本出路 。 我國一次能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)已經(jīng)由 20世紀(jì) 50年代單一的煤炭結(jié)構(gòu)發(fā)展到 21世紀(jì)初煤、油、氣、一次電力均有的多元能源結(jié)構(gòu) 。 2020年我國包括核電在內(nèi)的一次能源生產(chǎn)總量構(gòu)成為 ： 原煤占 %， 原油占 %， 天然氣占 %， 水電占 %。與 2020年 (即“十五”初期 )相比 ， 石油比例有一定幅度下降 ， 而水電比例有一定程度提高 ， 天然氣比例也在逐年提高 。 數(shù)據(jù)顯示 ， 我國能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中煤炭的比例始終在 67%及以上 ， 煤炭是我國能源的主體 。 我國以煤為主的能源生產(chǎn)結(jié)構(gòu) ，是由以煤為主的能源資源結(jié)構(gòu)所決定的 。 我國能源資源的特點(diǎn)是富煤貧油 。 相對于石油和天然氣 ， 煤炭在我 國 既具有儲量優(yōu)勢 ， 又 具有成本優(yōu)勢 ， 且 分布廣泛 ，因此煤炭也是我國戰(zhàn)略上最安全和最可靠的能源 。 煤炭工業(yè)在我國能源經(jīng)濟(jì)與整 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 3 個經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有十分重要的地位 。 在可預(yù)見的未來 ， 煤炭仍將是我國的主要能源和重要戰(zhàn)略物資 ， 具有不可替代性 ， 盡管煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的比例呈不斷下降趨勢 ， 但煤炭 工業(yè) 在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的基礎(chǔ)地位 ， 將是長期和穩(wěn)固的 。 我國煤炭資源的特點(diǎn)是高硫、高灰煤比重大 ， 大部分原煤的灰分含量在 25%左右 ， 約 13%的原煤含硫量高于 2%， 而且高硫煤產(chǎn)量在逐年增加 。 以煤為主的能源結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致能源活動對環(huán)境質(zhì)量和公眾健康造成極大危害 。 我國的大氣污染物排放量 ， 已嚴(yán)重超 過了環(huán)境容量 。 作為世界上同等經(jīng)濟(jì)規(guī)模中少數(shù)幾個以煤為主要能源供應(yīng)的國家 ， 我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)過分依賴煤炭 ，帶來了嚴(yán)重的生態(tài)破壞和環(huán)境污染 。 我國二氧化硫排放量居世界第一位 ， 酸雨覆蓋了近 1/3的國土 。 從環(huán)境容量看 ， 全國二氧化硫排放量最多的容量是 1620萬噸左右 ， 氮氧化物的環(huán)境容量也不會高于 1880萬噸 ， 但是目前兩者實(shí)際排放量均已超出了環(huán)境容量 ， 出現(xiàn)了環(huán)境的“透支” 。 到 2020年 ， 我國將實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展翻兩番 ， 屆時 ， 我國的能源和環(huán)境將面臨巨大的壓力 。 未來 15年 ， 我國的人均能源消費(fèi)量和能源消費(fèi)總量將會持續(xù)增長 ， 到 2020年 ， 我國一年的能源需求在 25億噸 ～ 33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間 ， 到那時 ， 二氧化硫、氮氧化物的產(chǎn)生量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過環(huán)境容量所能承受的范圍 。 大氣中總懸浮物 (TSP)數(shù)量一直處于直線上升的狀態(tài)中 ， 將會從 2020年的 200萬噸增長到 2020年的 300多萬噸 。 氮氧化物的產(chǎn)生量在 2020年已達(dá) 1000萬噸 。 根據(jù)目前的發(fā)展情況看 ， 2020年將會超過 1500萬噸 ， 按照這樣的速度發(fā)展下去 ， 氮氧化物的產(chǎn)生量到 2020年將會達(dá)到 2020萬噸 ， 或超過 2020萬噸 。 由此可見 ， 這些污染物將直接對環(huán)境造成破壞 ， 并對人民生活健康造成巨大危害 。 論文的研究意義 排污是確保鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個重要措施 。 熱電廠鍋爐運(yùn)行時，為了維持爐水一定的堿度，必須連續(xù)將堿度大處的水排掉 。 科學(xué)的排污應(yīng)根據(jù)鍋爐的爐水濃度來確定 。 由于排污水是以飽和水的形式排出，排污水溫度較高， 9號鍋爐 將污水先排入連續(xù)排污擴(kuò)容器中，由于擴(kuò)容器通常與除氧器相連，壓力較汽包壓力低一些，使小部分污水汽化，大部分未汽化的污水溫度降到連續(xù)擴(kuò)容器壓力下的飽和溫度后，排入定排擴(kuò)容器后排空 。 這樣隨著排污也把這部分的熱量直接帶走了 。 另一方面，熱電廠的 冬季鍋爐廠房采暖 供應(yīng)采用低壓（ ） 蒸汽作為熱源 ， 在一定程度上造成了能源 利用的浪費(fèi) 。 另外經(jīng)定排擴(kuò)容器排空的蒸 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 4 汽和經(jīng)定排擴(kuò)容器下部排走的污水（含化學(xué)物質(zhì)） 既造成了大量的熱量、水量的浪費(fèi)，又給環(huán)境帶來了極大的熱污染 。 所以，合理地利用這部分連排水將帶來很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 。 下面以 撫順石化公司熱電廠 9號 鍋爐為例，闡述連排污水在 熱電廠范圍內(nèi) 的 綜合 回收 和 利用 。 撫順石化熱電廠 9鍋爐是 2020年建成投產(chǎn)的 大容量 高壓鍋爐，對 10MPa、500℃的鍋爐定期排污和連續(xù)排污能量回收考慮的不全面，僅把連續(xù)排污排放后由于減壓作用蒸發(fā)出的二次蒸汽，用于脫氧器， 其余全部外排，大量的高溫爐水因不能有效回收而白白排放， 所造成的熱能損失相當(dāng)可觀 。 全廠在運(yùn)五臺鍋爐總裝機(jī)容量已達(dá) 1490t/h系統(tǒng)規(guī)模，隨著百萬噸乙烯裝置的建設(shè)的安排，還將增設(shè)三臺 460t/h規(guī)模鍋爐 。 因此抓住每一個能源可利用的環(huán)節(jié)并進(jìn)行研究，達(dá)到最大限度循環(huán)利用的目的，是非常有必要的 。 此課題將圍繞鍋爐排污水回收利用這個主題，研究如何回收利用鍋爐排污水，同時對回收這種能量的措施和方法進(jìn)行有效的評價和良好的效益分析 。 國內(nèi)外鍋爐 節(jié)能 的研究現(xiàn)狀 國外 鍋爐節(jié)能的 研究現(xiàn)狀 在能源緊張的大背景下， 世界各國在余熱利用、提高能源的利用率方面都在做積極的研究 。 目前世界上能源利用率最高的國家是日本（ 57%） ， 其次是美國（ 51%）， 我國的目前的能源利用率只有 30%左右， 即使在發(fā)達(dá)國家，也有約 43～60%的能源轉(zhuǎn)化為“廢熱”排到環(huán)境中，沒有得到有效利用 。 現(xiàn)讓我們了解一下 國外先進(jìn)國家鍋爐方面的節(jié)能立法和節(jié)能措施 。 （ 1） 建立鍋爐效率分級制度 節(jié)能是歐盟國家的主要政治目標(biāo)之一 ， 不僅每個國家制定了鍋爐效率及節(jié)能法規(guī) ， 整個歐盟還成立了節(jié)能指導(dǎo)委員會 ， 通過立法推動整個歐盟的節(jié)能工作 。如歐盟推出的鍋爐效率導(dǎo)則 (Guidelines92/42/Eu council)定義了鍋爐分類 ， 規(guī)定了鍋爐的最低熱效率要求 (minimum efficiency)。 對于 供熱 鍋爐 ， 其標(biāo)準(zhǔn)效率為選取 30%負(fù)荷下的鍋爐效率加權(quán)平均值 ， 該標(biāo)準(zhǔn)效率也稱為歐盟標(biāo)準(zhǔn)效率 ， 根據(jù)測試后的鍋爐熱效率 ， 按低位發(fā)熱值分為三個標(biāo)準(zhǔn)效率 ， 即標(biāo)準(zhǔn)鍋爐 ， 歐盟標(biāo)準(zhǔn)效率為 82%～ 88%； 低溫鍋爐 ， 歐盟標(biāo)準(zhǔn)效率為 %～ %； 冷凝式鍋爐 ， 歐盟標(biāo)準(zhǔn)效率為 %～ %。 德國通過選取五個不同負(fù)荷下的鍋爐效率進(jìn)行加權(quán)平均 (按低位發(fā)熱值計 遼寧石油化工大學(xué)碩士學(xué)位論文 5 算 )， 確定了更細(xì)致的鍋爐標(biāo)準(zhǔn) 效率 。 如 DIN47028規(guī)定的效率 ， 鍋爐負(fù)荷分別為13%、 30%、 39%、 48%和 63%，測試計算獲得鍋爐的標(biāo)準(zhǔn)效率后，按標(biāo)準(zhǔn)效率將 鍋爐進(jìn)行分類 ， 共分為 7級 ， 分別為 ： 1975年制造的恒定供熱溫度鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率為 65%～ 80%； 標(biāo)準(zhǔn)鍋爐 ， (歐盟 )標(biāo)準(zhǔn)效率為 82%～ 88%； 低溫鍋爐 ， (歐盟 )標(biāo)準(zhǔn)效率為 %～ %； 現(xiàn)代型低溫鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率為 92%～ 95%； 冷凝式鍋爐， (歐盟 )標(biāo)準(zhǔn)效率為 %～ %；改進(jìn)型冷凝式鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率 (75/60℃ )為 101%～ 105%； 改進(jìn)型冷凝式鍋爐 ， 標(biāo)準(zhǔn)效率 40/30℃ )為 106%～ 109%。 1998年制訂了 BimSchV法規(guī) ， 對大氣排放物進(jìn)行了嚴(yán)格限制 ， 規(guī)定功率大于 50kW的燃油、燃?xì)庀到y(tǒng)的排煙熱損失不能高于 9%， 對經(jīng)安裝使用的燃油、燃?xì)庀到y(tǒng)提出了一定的整改過渡期 ， 同時規(guī)定在 2020年 11月 1日前 ， 所有舊的燃油、燃?xì)庀到y(tǒng)必須執(zhí)行新的法規(guī)要求 。 這一限