【正文】 外界吸收熱量變成氣態(tài),然后嗅化埋氣體進(jìn)入吸收器進(jìn)行吸收使得嗅化埋溶液濃度不斷增加,當(dāng)溶液達(dá)到一定的濃度后,由溶液泵打入發(fā)生器,重新進(jìn)行新的制冷過(guò)程,如此形成循環(huán),產(chǎn)生制冷效果[3.]。利用中低溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行嗅化埋吸收式制冷技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)為利用中低溫?zé)煔庥酂釣閯?dòng)力,這種余熱的品位較低,可以很大程度上利用煙氣的?,而節(jié)約了壓縮式制冷所消耗的高質(zhì)量的電能。由以上可以分析,根據(jù)中低溫?zé)煔庥酂崂玫幕驹瓌t,可以得出余熱利用的方案考慮順序如圖35所示:本章利用熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律分別介紹了三種余熱利用過(guò)程中熱力學(xué)評(píng)價(jià)方法:能量平衡法、火用平衡法、能級(jí)平衡分析法,根據(jù)煙氣的特點(diǎn),中低溫?zé)煔庥酂崂械脑瓌t,得出最佳的余熱利用方式。主要結(jié)論如下:(1)中低溫?zé)煔獾臒崮軐儆谥屑?jí)能,要有效地利用這部分熱能,不僅要從能量數(shù)量角度進(jìn)行分析,而且要結(jié)合熱能的質(zhì),綜合進(jìn)行分析。(2)不同溫度水平(能級(jí))煙氣余熱利用的方式都不一樣,要根據(jù)能量梯級(jí)利用、/熱盡其用0的原則,找到最佳的熱用戶,使熱源與熱用戶的能級(jí)差盡量小,充分利用余熱資源的量與質(zhì)。(3)在余熱利用的過(guò)程中,由于換熱溫差相對(duì)較低,換熱過(guò)程中必須采用強(qiáng)化換熱的措施,因?yàn)閾Q熱設(shè)備起到很關(guān)鍵的作用,直接影響余熱回收利用的效果。25東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文第4章 工程實(shí)例1) 工程簡(jiǎn)介。本期工程建設(shè) 2 1000MW 超超臨界燃煤空冷機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝設(shè)施。2) 鍋爐特點(diǎn)。鍋爐為超超臨界參數(shù)變壓直流爐，一次再熱，四角切向燃燒或前后墻對(duì)沖燃燒，平衡通風(fēng)，全封閉布置，固態(tài)排渣，全鋼構(gòu)架直流鍋爐。主要技術(shù)參數(shù)如表41 所示。表41參數(shù) 數(shù)值最大連續(xù)蒸發(fā)量( BMCR)3182t/h過(guò)熱器出口蒸汽壓力(a)過(guò)熱器出口蒸汽溫度605oC再熱器出口蒸汽溫度603oC鍋爐熱效率%3) 汽輪機(jī)型式。超超臨界，一次中間再熱，四缸四排汽，單軸，間接空冷機(jī)組。給水泵汽輪機(jī)排汽進(jìn)入主機(jī)凝汽器。額定轉(zhuǎn)速 3000r/min，給水加熱級(jí)數(shù) 7 級(jí)。煤質(zhì)特性分析如表 42 所示。煙氣參數(shù)如表 43所示。表42特性指標(biāo)數(shù)值收到基碳 Car/%收到基氫 Har/%收到基氧 Oar/%收到基氮 Nar/%收到基硫 Sar/%收到基灰分 Aar/%全水分 Mt/%空氣干燥基水分 Mad/%干燥無(wú)灰基揮發(fā)分 Vaf/%低位發(fā)熱量Qnet,ar/14530可磨系數(shù)( 哈氏)/HGI49灰變形溫度DT/oC1270灰軟化溫度ST/oC1280灰溶化溫度FT/oC1300二氧化硅SiO2/%三氧化二鋁Al2O3/%三氧化二鐵Fe2O3/%氧化鈣CaO/%氧化鎂MgO/%氧化鉀K2O /%氧化鈉Na2O /%三氧化硫SO3/%二氧化鈦TiO2/%二氧化錳MnO2/%表43名稱數(shù)據(jù)吸風(fēng)機(jī)出口處煙溫?zé)煔馑崧饵c(diǎn)水蒸氣露點(diǎn)溫度煙氣質(zhì)量流量( 1臺(tái)爐)4927512 煙氣換熱器布置位置的選取煙氣回?zé)峒訜崞饕暺湓O(shè)置位置不同，可分為以下兩種情況：1) 煙氣回?zé)峒訜崞髟O(shè)置于空氣預(yù)熱器出口、靜電除塵器入口前的煙道上。在顯著降低鍋爐排煙溫度的同時(shí)，可使煙氣體積流量減小，引風(fēng)機(jī)的電流降低，保證引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，同時(shí)還可以提高除塵器的效率。根據(jù)相關(guān)研究，飛灰的比電阻隨溫度的升高而降低，電除塵器的除塵效率隨之增高，此類低溫電除塵器在國(guó)外已有成功的應(yīng)用。但是煙氣溫度的降低增加了電除塵器防腐蝕的難度，同時(shí)增加了除塵器內(nèi)堵灰的可能性?？紤]到國(guó)內(nèi)電除塵器的低溫防腐技術(shù)尚未成熟，尚無(wú)低溫電除塵器投運(yùn)的實(shí)例，而除塵器又是煙氣處理中不可缺少的環(huán)節(jié)，一旦除塵器因堵灰或腐蝕嚴(yán)重需要檢修就可能影響整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行。而且余熱換熱器內(nèi)的煙氣含有大量飛灰，換熱器低溫側(cè)將會(huì)面臨較嚴(yán)重的磨損和堵灰問(wèn)題。因此不推薦采用這種布置方案。2) 煙氣回?zé)峒訜崞髟O(shè)置于引風(fēng)機(jī)出口即脫硫塔入口前。煙氣回?zé)峒訜崞髟O(shè)于脫硫塔前，不僅使凝結(jié)水吸收了煙氣中的熱量得到升溫，還降低進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度，既減少煙氣蒸發(fā)水耗量，又保護(hù)塔的防腐內(nèi)襯。此處煙氣中的絕大部分飛灰已被除塵器除去，對(duì)換熱器來(lái)說(shuō)基本不存在磨損和堵灰的問(wèn)題。目前火電廠煙氣脫硫已成為環(huán)保強(qiáng)制要求，其中以濕式石灰石 － 石膏煙氣脫硫工藝最為常用。濕式石灰石 － 石膏脫硫煙氣進(jìn)入脫硫塔的溫度約 80℃，鍋爐空氣預(yù)熱器出口的煙氣通常經(jīng)過(guò)噴淋減溫或GGH 后進(jìn)入脫硫塔。其中回轉(zhuǎn)式 GGH 由于存在漏煙，影響脫硫效率等缺陷已較少采用。對(duì)于脫硫島不設(shè)置 GGH 的機(jī)組，電除塵器出口煙氣溫度約125℃，如果采用噴水對(duì)煙氣減溫至 80℃進(jìn)入脫硫塔，耗水量較大，而且還損失煙氣減溫的熱量。本文參考外高橋三期工程低溫省煤器的設(shè)計(jì)思路，探討該工程煙氣進(jìn)脫硫塔之前與部分凝結(jié)水進(jìn)行換熱，從而降低脫硫煙氣溫度，并利用余熱提高機(jī)組效率的可行性與經(jīng)濟(jì)性。煙氣換熱器金屬壁溫需高于煙氣露點(diǎn)溫度，以免產(chǎn)生低溫腐蝕，但煙氣換熱器出口的煙溫較高，將影響排煙余熱利用的經(jīng)濟(jì)性。考慮到低溫腐蝕的影響，該工程引風(fēng)機(jī)出口處煙氣溫度 136℃，經(jīng)過(guò)煙氣換熱器后溫度可降到95℃ ，保證出口煙氣溫度在露點(diǎn)以上。經(jīng)計(jì)算，最終被凝結(jié)水利用的余熱約 190GJ/h。換熱器水側(cè)進(jìn)出口溫度的確定需綜合考慮傳熱經(jīng)濟(jì)性和低溫腐蝕對(duì)換熱器的影響。根據(jù)換熱模型，傳熱管金屬壁溫基本與水側(cè)溫度相同，凝結(jié)水進(jìn)口溫度過(guò)低容易在傳熱管金屬壁面形成酸液凝結(jié)，造成腐蝕的產(chǎn)生。根據(jù)外高橋三期工程煙氣換熱器的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為保證換熱器的長(zhǎng)期使用，金屬壁溫取 80℃可有效避免低溫腐蝕現(xiàn)象。因此該工程煙氣換熱器進(jìn)口水溫暫按 80℃考慮。根據(jù)汽機(jī)廠提供 TMCR 工況熱平衡圖，7低加入口凝結(jié)水溫度 ℃，℃。需要按照一定的比例分別從 7低壓加熱器的進(jìn)出口引出一部分凝結(jié)水，混合為 80℃，經(jīng)煙氣換熱器加熱到 102℃后，重新匯入 7低壓加熱器出口凝結(jié)水管路。根據(jù)汽機(jī)廠提供的熱平衡圖，采用這種配置方案，熱經(jīng)濟(jì)性最高，因?yàn)檫@種方案既減少了7級(jí)抽汽量，又減少了6級(jí)抽汽量。原則性系統(tǒng)流程如圖41 所示。圖41(見表 4) 煙氣換熱器表 44 煙氣換熱器技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目數(shù)據(jù)截面尺寸( 高寬) /m1412煙氣流動(dòng)方向長(zhǎng)度/m傳熱管形式翅片管換熱面積/m230000煙氣側(cè)流動(dòng)阻力/Pa600水側(cè)流動(dòng)阻力/MPa設(shè)備重量/t500 增加煙氣余熱利用后的收益與投資比較 脫硫收益由于脫硫塔入口煙溫大幅度降低，導(dǎo)致水蒸發(fā)量減少，水耗指標(biāo)大大減少。設(shè)置煙氣換熱器后脫硫收益如表 45所示。表 45項(xiàng)目未設(shè)置煙氣冷卻器設(shè)置煙氣冷卻器差值機(jī)組耗水量18611274吸收塔吸收區(qū)域直徑22211循環(huán)漿液量36200336002600通過(guò)表5可以看出，設(shè)置煙氣換熱器后，脫硫系統(tǒng)耗水量節(jié)省近40%，年節(jié)水40. 7萬(wàn)t,節(jié)水效果非常明顯，水價(jià)按1. 5元/t 計(jì)算，年節(jié)水費(fèi)用 61萬(wàn)元。吸收塔鋼構(gòu)耗量節(jié)省約 5%，漿液循環(huán)量下降約7%，節(jié)省電功率約 300kW。 供電收益由于煙氣的熱量加熱了部分凝結(jié)水，減少了7和6低壓抽汽量，在燃煤量不變的情況下，提高機(jī)組出力，發(fā)電量增加,效益提高。以 TMCR 工況為基礎(chǔ)，保證進(jìn)汽量不變的情況下，設(shè)置煙氣換熱器前后的機(jī)組參數(shù)如表46所示。表46設(shè)置煙氣換熱器前后的機(jī)組參數(shù)表項(xiàng)目未設(shè)置煙氣換熱器設(shè)置煙氣換熱器汽輪機(jī)熱耗率/76687617全廠熱效率/%發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗/ h1發(fā)電功率/kW10585861065695發(fā)電量增加/kW基準(zhǔn)+7109考慮到裝設(shè)換熱器后，煙氣阻力約增加600Pa，引風(fēng)機(jī)能耗將增加。 低壓缸排汽增加 76t/h，增加的低壓缸排汽將增加凝汽器循環(huán)水泵的能耗。換熱器凝結(jié)水升壓泵也需要消耗能量。具體數(shù)據(jù)如表 7 所示。表 7 設(shè)置煙氣換熱器前后的設(shè)備耗電差異表 kW項(xiàng)目未設(shè)置煙氣換熱器設(shè)置煙氣換熱器引風(fēng)機(jī)基準(zhǔn)+1400凝結(jié)水升壓泵基準(zhǔn)+325循環(huán)水泵基準(zhǔn)+301脫硫塔基準(zhǔn)300廠用電量基準(zhǔn)+1726發(fā)電量增加量減掉廠用電增加量即為供電量的增加量，供電量增加 5383kW。供電價(jià)格按照0. 2137元/ kWh(不含稅) ，年供電 5500h，年供電收益增加 633萬(wàn)元。 初始投資費(fèi)用增加1) 每臺(tái)機(jī)組換熱器本體造價(jià)在 1100萬(wàn)元左右( 含控制系統(tǒng)及平臺(tái)扶梯) 。2) 引風(fēng)機(jī)造價(jià)增加 70萬(wàn)元。3) 凝結(jié)水升壓泵、相關(guān)閥門及凝結(jié)水管道，增加費(fèi)用約 400萬(wàn)元。由于采用余熱利用，進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度降低，體積流量降低，脫硫塔體積減小，投資減少約56萬(wàn)元。綜上所述，設(shè)置煙氣換熱器后，初始投資增加1514 萬(wàn)元。 投資回收年限計(jì)算投資回收年限按下面的公式進(jìn)行計(jì)算:A = PI( 1 + I)n/ ［( 1 + I)n 1+ R］ ( 1)式中: A—年費(fèi)用。 P—初投資；R—年運(yùn)行費(fèi)。I—基準(zhǔn)收益率，取 7. 5% 。 n—計(jì)算年限。當(dāng)采用煙氣余熱利用的年費(fèi)用與年收益持平時(shí)，設(shè)備的投資收回。根據(jù)計(jì)算 2. 5a 可收回成本。 結(jié)論本期2 1000MW 機(jī)組采用煙氣換熱器后降低煙氣進(jìn)入脫硫塔的溫度，有效地降低脫硫耗水量，節(jié)水效果明顯。同時(shí)，煙氣加熱凝結(jié)水回收煙氣余熱，提高機(jī)組熱效率，在燃煤量不變的情況下，機(jī)組供電量增加，具體指標(biāo)是: 全廠熱效率提高 %。 全廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗降低 1. 87g/kWh。 全廠年供電收益增加 633萬(wàn)元。根據(jù)計(jì)算，設(shè)置煙氣換熱器后，約 2. 5a 即可收回初投資。回收鍋爐煙道余熱有一定的限制，排煙溫度不能降得過(guò)低，當(dāng)排煙溫度低于煙氣露點(diǎn)時(shí)會(huì)使換熱設(shè)備產(chǎn)生低溫酸腐蝕。煙氣余熱利用技術(shù)節(jié)約了寶貴的煤炭和水資源，并且其工程實(shí)施的可行性好，節(jié)能、節(jié)水效果顯著，具有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。34東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文第5章 總結(jié)?各電廠的熱力設(shè)備不盡相同,又加上其所處的地理位置不同,所采用的煤質(zhì)也??不盡相同。所以對(duì)其進(jìn)行煙氣余熱回收即降低排煙溫度的方法也不可能固定,必須??進(jìn)行方案的論證。本文根據(jù)國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司的實(shí)際情況,參考電站對(duì)工程改??造效果的要求,采用H型鰭片管省煤器來(lái)降低鍋爐的排煙溫度,并對(duì)低壓省煤器進(jìn)??行了布置和設(shè)計(jì)的優(yōu)化,給出了技術(shù)改造方案。??主要工作內(nèi)容總結(jié):??(一)、介紹了低壓省煤器的簡(jiǎn)況,重點(diǎn)講解了用于低壓省煤器經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的等??效焓降法。從基本理念出發(fā),運(yùn)用熱平衡關(guān)系式進(jìn)行推導(dǎo)歸納,得到等效焓降的概??念,針對(duì)回?zé)岢槠綑C(jī)組得到抽汽等效焓降及抽汽效率的概念。分析了引入外部熱??源時(shí)熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的變化,排擠抽汽產(chǎn)生的等效熱降的計(jì)算以及煤耗熱耗的變化??量。??(二)、通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)廣泛應(yīng)用于低壓省煤器的換熱元件H型鰭片管的傳熱過(guò)??程進(jìn)行了分析,獲得了 H型鰭片管翅片側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力隨煙氣流速和鰭??片節(jié)距的變化規(guī)律,為鰭片管的優(yōu)化設(shè)計(jì)和低壓省煤器的優(yōu)化選型提供參考。結(jié)果??表明:隨著煙氣流速的增大,鰭片側(cè)的換熱系數(shù)逐漸增大,流動(dòng)阻力也隨之增大。??隨著鰭片節(jié)距的增大,換熱系數(shù)先升高后又有所降低,流動(dòng)阻力隨節(jié)距的增大而降??低。??(三)、建立了低壓省煤器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。從熱工參量、系統(tǒng)布置方??案、管型參數(shù)方面考慮,給出了數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)流程及優(yōu)化參量。并以國(guó)電雙??遼發(fā)電有限公司工程擴(kuò)建擬安裝的660MW凝汽式機(jī)組為例,對(duì)其安裝煙氣余??熱利用裝置,即低壓省煤器。工程計(jì)算的結(jié)果表明,加裝低壓省煤器后,全廠??%,節(jié)??能效果顯著。??存在的不足:??利用等效焓降法計(jì)算低壓省煤器熱力系統(tǒng)時(shí),將吸收熱量作為外熱源引進(jìn),??認(rèn)為新蒸汽參數(shù)、再熱參數(shù)、各級(jí)抽汽參數(shù)以及終參數(shù)均為已知且保持不變,??即汽輪機(jī)膨脹過(guò)程線的變化不予考慮。但實(shí)際上,汽輪機(jī)加裝低壓省煤器后,??汽輪機(jī)抽汽量發(fā)生了變化,這必然引起抽汽點(diǎn)壓力、溫度等參數(shù)的變化,抽汽??點(diǎn)參數(shù)變化了,汽輪機(jī)蒸汽膨脹過(guò)程線和汽輪機(jī)的熱平衡也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。??參 考 文 獻(xiàn)37