庄博　郭建

摘 要：文章对采用烟气-水形式烟气换热器的300MW火力发电机组烟气余热回收装置的系统拟定、可行性及经济性进行研究。

关键词：300MW；火力发电机组；烟气余热回收

1 概述

锅炉排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项热损失，由锅炉热力计算可知，排烟温度每上升20℃，锅炉就要损失约1%的热效率。燃用褐煤的机组锅炉设计排烟温度一般都比较高，通常都要达到了140℃左右，但在实际运行中往往高达160℃以上，如果能使锅炉的排烟温度降低40℃，则锅炉效率就可以提高2%左右，换算成机组的总效率则能提高约0.8～0.9%。

国内常规设计燃烧烟煤锅炉的排烟温度～125℃，燃用褐煤的锅炉～140℃，锅炉排烟温度较高的原因主要是：若排烟温度低，会引起尾部受热面的低温腐蚀及堵湿灰；锅炉尾部受热面传热温差减小，传递同样的热量，需要较多的受热面积，锅炉金属耗量增大，锅炉通风阻力及风机电耗也随之增加，锅炉外形尺寸也要增大，布置上也会带来一定的困难。合理的排烟温度，是根据排烟热损失和受热面金属消耗费用，通过技术经济比较而确定的。为了避免空预器冷端酸腐蚀及堵湿灰，冷端的金属壁面温度必须高于排烟酸露点温度并留有一定预量。

本研究主要对采用烟气-水形式烟气换热器的烟气余热回收装置的系统的拟定、可行性及经济性进行研究。研究的机组形式为300MW等级供热机组。

2 烟气余热回收装置系统设计

2.1 吸热介质的确定

对于300MW等级的供热机组，由于有热网水对外供热，采用烟气换热器有优势。因供热电厂的热网回水温度一般设定为70℃，冬季采暖期可以将其引至烟气换热器换热后回收热量，对外供热。但需要注意的主要是热网水的水质问题。

而夏季时吸热介质可采用汽机凝结水。按汽机厂热平衡，夏季TRL工况，一般7号低加凝结水进出口温度为63℃和87℃。可以与主机厂配合，自7号低加入口引出部分凝结水，至锅炉侧烟气换热器中，与烟气换热升温后，再汇入7号低加出口凝结水主路，以回收烟气热量。

2.2 系统设计

设置单级烟气换热器，烟气换热器安装于引风机后。

以某亚临界300MW供热机组为例，该机组的运行参数为：

水侧：自汽机侧至锅炉侧设有烟气冷却水管道环形母管，母管中汽机侧设有烟气水-水换热器，锅炉侧设有烟气冷却水泵，用以克服烟气换热器及冷却水管道的阻力。冬季切除汽机侧烟气水-水换热器，打开与热网水管相连阀门，冷却水管成为开式水系统，自热网循环水泵出口母管引出部分热网回水进入烟气冷却水管道中，温度为70℃，经烟气冷却水泵升压后至烟气换热器，加热后至101℃，再打入热网循环水供水母管。

夏季关掉与热网循环水管道连接的支路上的阀门后，再接通烟气水-水换热器，烟气冷却水系统成为闭式水系统。凝结水作为烟气换热器的冷却介质，与烟气冷却水进行二次换热。8号低加出口引出部分凝结水，温度为63℃，至烟气水-水换热器，与烟气冷却水换热后升温至89℃，经泵升压后汇入7号低加出口凝结水母中。烟气冷却水被凝结水冷却后温度降至73℃，经烟气冷却水泵升压后进入烟气换热器加热至101℃，再进入烟气水-水换热器被冷却。夏季同时还有溴化锂热水制冷负荷，进水温度75℃，回水温度90℃。值得注意的是此负荷在类似印度等炎热地区非常大。

烟气侧：烟气侧进口温度138℃，出口温度100℃。

3 烟气余热回收装置的经济技术分析

采用年费用法，分析采用烟气余热回收装置的初投资、年运行费等，对加装烟气余热回收装置的经济性作出总和评价，决定是否采用烟气余热回收装置。

3.1 经济效益分析

3.1.1 节煤分析

在机组冬季供热期间，在供热采暖负荷达到机组原有最大采暖供热能力前回收的烟气余热可减少机组的采暖抽气，达到节煤目的，根据供热计算，采暖期2台机组可节约标煤5837t。

在机组非采暖期，烟气余热回收至凝结水系统，可减少7段抽气，按非采暖期平均工况计算，非采暖期两台机组可节约标煤3674 t。

全年运行，采用烟气换热器2台机组全年共节约标煤9511t。

3.1.2 节水分析

设置烟气换热器，可将烟气温度从～137℃减至～100℃进入烟气脱硫塔，比烟气直接以～137℃进入脱硫塔节省大量脱硫塔喷水量，经计算，采用烟气换热器后2台机组每年可节约水量～27.5万吨。

3.1.3 减排分析

燃煤电厂主要排放污染物为CO2和SO2，按每年两台机组节约标煤耗量11790t，可减少CO2 4500t，可减少SO2 50t，具有很好的社会效益和经济效益。

3.2 设置烟气余热回收装置的经济比较

4 结束语

上述论述和对比可知，设置烟气余热回收装置可合理回收烟气中的余热，大量降低发电机组能耗，虽然增加了初投资，但2台机组每年节水约27.5万吨、节标煤9511吨、多供热269431 GJ/a、减排CO2约4500t、减排SO2约50t，烟气换热器设备初投资约2年即可收回，具有很大的社会效益和经济效益。

烟气换热器的设置，在高排烟温度和低的酸露点温度的条件下，具有很大的经济效益，尤其对于有供热或制冷负荷的电厂。其应用方式和吸热介质的选取有很大的灵活性，关键在于对系统与换热参数的精确的分析。