燃煤鍋爐房煙氣余熱回收裝置經(jīng)濟(jì)性分析

安正軍

（唐山市熱力總公司，河北唐山，063000）

燃煤鍋爐房煙氣余熱回收裝置經(jīng)濟(jì)性分析

安正軍

（唐山市熱力總公司，河北唐山，063000）

隨著全球能源的日益緊缺，提高能源利用率、減少化石能源的消耗量已成為擺在人們面前的重要課題。在實(shí)際生產(chǎn)中燃煤鍋爐排煙溫度過高，浪費(fèi)能源、影響鍋爐效率，同時(shí)也對(duì)布袋除塵器的使用壽命產(chǎn)生了很大的影響。本文結(jié)合唐山市豐潤(rùn)區(qū)大型調(diào)峰鍋爐房煙氣余熱回收節(jié)能改造項(xiàng)目，分析煙氣余熱回收裝置的可行性和經(jīng)濟(jì)性，為以后的工程實(shí)踐提供有益的探索。

煙氣余熱； 熱管； 節(jié)能

1　概況

唐山市熱力總公司現(xiàn)有實(shí)際供熱面積4240萬平米，為改善供熱狀況、緩解各熱源廠的緊張狀況、保證居民用熱的可靠性，唐山熱力總公司于2013年籌建了4臺(tái)70MW燃煤熱水鍋爐的豐潤(rùn)大型調(diào)峰鍋爐房，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)排煙溫度過高，達(dá)到150～160℃，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，鍋爐的煙氣溫度每降低15～18℃就可以提高鍋爐效率1%，因此對(duì)鍋爐煙氣系統(tǒng)進(jìn)行了改造，并進(jìn)行試運(yùn)行，計(jì)量煙氣余熱回收裝置節(jié)能量，預(yù)測(cè)投資回收期。

2　余熱回收裝置的選擇

常見的余熱回收裝置有傳統(tǒng)管殼式和熱管式。傳統(tǒng)管殼式余熱回收裝置常出現(xiàn)由于結(jié)露而引起腐蝕，影響鍋爐的運(yùn)行安全，通常采用的方法是提高排煙溫度來緩解該問題，但這與安裝余熱回收裝置的初衷相違背；與此同時(shí)，傳統(tǒng)的管殼式還存在體積龐大、煙氣阻力大、易集灰等缺點(diǎn)，因此正在逐步被替代。

圖1　熱管式煙氣余熱回收裝置示意圖

熱管式余熱回收裝置是由若干條縱向排列在箱體內(nèi)的熱管組成如圖1所示。熱管通過內(nèi)部的工質(zhì)以相變方式吸收煙氣內(nèi)的熱量，并向熱水釋放熱量，其導(dǎo)熱能力是同等銀導(dǎo)熱率的12000倍，工作效率高，與傳統(tǒng)的管殼式相比，具有傳熱量大、體積小的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)由于熱管工作壁的面溫度較高，遠(yuǎn)離酸露點(diǎn)及低溫腐蝕區(qū)域，避免了腐蝕，降低了維護(hù)成本，克服了傳統(tǒng)管殼式的缺點(diǎn)；此外，熱管式可通過調(diào)整蒸發(fā)段和冷凝段的傳熱面積控制熱管壁溫，可滿足不同的排煙溫度要求。

通過兩種余熱回收裝置的對(duì)比，結(jié)合煙氣余熱回收的實(shí)際情況，確定采用熱管式余熱回收裝置，進(jìn)行具體設(shè)計(jì)安裝。

3　系統(tǒng)設(shè)置

圖2　煙氣余熱回收系統(tǒng)示意圖

一次網(wǎng)的回水經(jīng)循環(huán)泵加壓進(jìn)入煙氣余熱換熱器，經(jīng)煙氣加熱后與鍋爐的高溫出水匯合后向外界供熱。由于該鍋爐的煙氣除塵系統(tǒng)采用了布袋式除塵，為避免排煙溫度過低結(jié)露和腐蝕，影響除塵效率，因此須將排煙溫度控制在110℃左右。而鍋爐在運(yùn)行期間，因燃料低位發(fā)熱量、成分，以及鍋爐負(fù)荷變化，其排煙溫度并不是恒定的，排煙溫度過高影響余熱回收裝置的效果，而排煙溫度過低影響除塵效率，為保證煙氣的溫度，在煙氣余熱換熱器的煙氣出口管道上安裝煙溫傳感器，按照有關(guān)資料編制出排煙溫度對(duì)應(yīng)一次網(wǎng)回水流量，由安裝在一次網(wǎng)回收上的電控閥控制流量。為保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，在煙氣側(cè)設(shè)置旁通，并一次網(wǎng)進(jìn)出口設(shè)置球閥，便于設(shè)備檢修。同時(shí)我們又在煙氣余熱換熱器的出水管上安裝了熱表，以計(jì)量回收的熱量、便于進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，計(jì)算投資回收期。

4　余熱回收置經(jīng)濟(jì)性分析

鍋爐煙氣余熱利用改造并啟動(dòng)進(jìn)行了運(yùn)行，整個(gè)采暖期鍋爐運(yùn)行94天，煙氣余熱回收裝置實(shí)際運(yùn)行共計(jì)86天，通過熱量表的數(shù)據(jù)計(jì)算得出年采暖節(jié)約的總熱量為5648GJ，從數(shù)據(jù)來看運(yùn)行效果良好可將排煙溫度降低到115～110℃，可知鍋爐效率提高了3%左右。

結(jié)合單簽原煤價(jià)格約450元/t，折合實(shí)際熱費(fèi)30元/ GJ，節(jié)約的熱費(fèi)為169440元，按照整個(gè)采暖期平均鍋爐熱效率75%計(jì)算，可節(jié)約標(biāo)煤267t標(biāo)煤，減少二氧化碳排放量為699千克，二氧化硫排放2269千克，氮氧化物排放1976千克。煙氣余熱回收裝置的總造價(jià)為75萬元，余熱回收系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用維護(hù)費(fèi)用為0.8萬元/年，經(jīng)計(jì)算投資回收期為4.2年。

5　結(jié)論

在鍋爐上安裝煙氣余熱回收裝置后，排煙溫度可由150～160℃降低到115～110℃，提高了鍋爐的效率3%左右，減少了有害物質(zhì)的排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，值得推廣應(yīng)用。

［1］郭吉林，張?jiān)懒?煙氣余熱回收利用與節(jié)能分析［J］. 能源與環(huán)境，2010，（6）： 24-26

［2］甄敏鋼，由世俊.直燃機(jī)煙氣余熱回收經(jīng)濟(jì)與節(jié)能性分析［J］.煤氣與熱力， 2006，（6）： 60-62

［3］宋一平.區(qū)域供熱鍋爐排煙能量深度回收研究［D］.哈爾濱，2012.

［4］楊東升.大型供熱燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收應(yīng)用研究與分析［D］.北京， 2015.

安正軍，1973/12，男，籍貫：河北省定州市；職稱：高級(jí)工程師；學(xué)歷：本科；研究方向：城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)供熱運(yùn)行及能源管理。

Economic analysis of flue gas waste heat recovery device in coal fired boiler room

An Zhengjun
（Tangshan City thermal power company Tangshan Hebei，063000）

With the increasing shortage of global energy，improving energy efficiency and reducing the consumption of fossil energy has become an important issue in front of people.In the actual production of coal-fired boiler flue gas temperature is too high，waste of energy，affect the efficiency of the boiler，but also on the service life of the bag filter has a great impact.Combined with large，F(xiàn)engrun District，Tangshan peak shaving boiler flue gas waste heat recovery and energy saving reconstruction project，feasibility and economic analysis of flue gas waste heat recovery device， provides the beneficial exploration for the future engineering practice.

flue gas waste heat；heat pipe；energy saving