氟塑料在燃煤電廠煙氣換熱器中的應用研究

謝武

(大唐湘潭發(fā)電有限責任公司，湖南湘潭 411102)

氟塑料在燃煤電廠煙氣換熱器中的應用研究

謝武

(大唐湘潭發(fā)電有限責任公司，湖南湘潭 411102)

基于氟塑料良好的物理和化學性能，分別介紹了氟塑料在燃煤電廠節(jié)能減排工程中煙氣冷卻、煙氣再熱以及煙氣深度凈化等裝置中的應用;重點對比研究了氟塑料和金屬材料在超低排放改造工程煙氣再熱裝置中的應用，并對氟塑料的應用前景進行了展望。

氟塑料;節(jié)能減排;換熱器

0 引言

氟塑料由于具備耐熱、耐寒、耐候、耐腐蝕、耐溶劑，絕緣性能及高頻電性能優(yōu)異，并具有不枯性、自潤滑性、低磨擦系數(shù)等性能，目前已被廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。氟塑料包括PTFE、FEP、PFA、ECTFE、ETFE、PVDF和PVF。隨著國家《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃 (2014-2020年)》的頒布，燃煤電廠節(jié)能減排工作要求日趨嚴格，氟塑料以其優(yōu)越的性能已開始越來越多的應用于燃煤電廠節(jié)能設(shè)施中。本文將結(jié)合氟塑料的物理化學性能，研究其在袋式除塵器、煙氣余熱回收、煙氣再熱以及煙氣深度凈化等節(jié)能減排裝置中的應用。

1 氟塑料在煙氣余熱回收裝置中的應用

燃煤電廠煙氣余熱深度回收利用技術(shù)是通過新型煙氣換熱器將常規(guī)金屬換熱器無法回收的熱能進一步回收，做到深度節(jié)能。該技術(shù)的核心是采用耐高溫、耐腐蝕的氟塑料柔性軟管來進行傳熱，能夠?qū)煔鉁囟冉档?0℃或更低，回收余熱能力大。

目前，國內(nèi)已有多個氟塑料應用于煙氣余熱回收裝置的案例。如江陰熱電有限公司2×220t/h鍋爐煙氣余熱深度回用工程、天津國電津能熱電公司330MW機組排煙余熱回收項目等。

江陰熱電有限公司2×220t/h鍋爐煙氣余熱深度回用工程，在脫硫吸收塔入口煙道內(nèi)安裝氟塑料管煙氣換熱器，將原煙氣溫度從140℃冷卻至70℃，回收的熱量用于加熱鍋爐補充水，取代部分低壓除氧器的抽汽，從而達到降低煤耗、增加發(fā)電或供熱能力的目的。余熱回用系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)如表1。

表1 江陰熱電廠2×220t/h鍋爐煙氣余熱回用技術(shù)參數(shù)

2 氟塑料在煙氣再熱裝置中的應用

為滿足綜合節(jié)能和減排的要求，燃煤電廠脫硫系統(tǒng)可采用MGGH來提升凈煙氣的溫度，但MGGH運行中存在低溫腐蝕和結(jié)垢問題。目前應對MGGH的低溫腐蝕問題，主要措施包括:一是使用具有一定抗腐蝕能力的金屬材料;二是犧牲一定的換熱性能，降低換熱后的濕煙氣溫度，使用外覆特殊塑料的碳鋼管、抗腐蝕合金材質(zhì)管或聚四氟乙烯氟塑料管等作為換熱元件，提高使用壽命至10a以上。

表2對華中地區(qū)某330MW機組超低排放改造項目中MGGH換熱器方案進行對比。系統(tǒng)煙氣量1 100000m3/h，降溫段入口煙溫140℃，升溫段入口煙溫48℃、煙囪入口煙溫75℃。

表2 金屬材質(zhì)與氟塑料材質(zhì)方案對比(330MW機組)

目前氟塑料在歐洲火力發(fā)電廠已有大量應用案例，如1995年在德國黑泵電廠2×800MW，Lippendorf電廠 2×920MW 和 Niederaussen電廠 1× 980MW等。而國內(nèi)目前氟塑料在垃圾發(fā)電站煙氣再熱裝置已有大量的應用，如上海浦東老港能源利用中心4臺垃圾焚燒電站GGH。

另外，國內(nèi)首個燃煤電廠采用氟塑料作為煙氣再熱器材質(zhì)的項目已于2014年6月在神華國能秦皇島發(fā)電有限責任公司4號機組(320MW)投運。3號機組(320MW)MGGH系統(tǒng)也于2014年12月投運，其主要系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)及運行情況如表3。

3 其他方面的應用

除了以上應用外，國內(nèi)已開始將氟塑料應用于煙氣深度凈化(節(jié)水)裝置研究和試驗。

該裝置的核心設(shè)備為水冷管式凝水除塵器，采用通有冷卻水的列管(氟塑料軟管)布置在脫硫吸收塔下游的煙道內(nèi)部，形成管柵對煙氣中的液滴和顆粒進行攔截，從而達到脫除粉塵和節(jié)水的目的。

目前，國內(nèi)研究單位分別在華能北方電力上都發(fā)電廠、國電電力大同第二發(fā)電廠三期9號爐(600MW)煙氣深度凈化(節(jié)水)裝置中進行了氟塑料的工業(yè)試驗，出口煙塵濃度低于10mg/m3。

表3 秦皇島發(fā)電廠3號機組MGGH系統(tǒng)設(shè)計及運行參數(shù)

4 結(jié)語

傳統(tǒng)的金屬材質(zhì)的換熱器投運后存在受熱面結(jié)露、積灰、腐蝕損壞等問題，其換熱效果和運行可靠性大大降低，氟塑料因具有較好的耐腐蝕、抗老化、自清灰等性能，被越來越多的應于燃煤電廠節(jié)能環(huán)保改造。今后應重點解決氟塑料換熱器煙氣設(shè)計阻力較大的問題，以進一步降低系統(tǒng)運行電耗。

［1］孫穎穎，杜小澤，魏高升，等.回收煙氣余熱的特種耐腐蝕塑料換熱器的性能分析［J］.中國電機工程學報，2014:34(17):2778-2783.

［2］王天堃.新型氟塑料低溫省煤器在火電廠中的應用［J］.華電技術(shù)，2014，35(12):25-27.

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Research on application of fluorine plastic in gas heat exchanger in coal fired power plant

Based on the excellent physical and chemical properties of fluorine plastic，the application of fluorine plastic in the devices of energy saving and emission reduction projects，the energy-saving and emission reduction projects in coal fired power plant was introduced.The application of fluorine plastic in the process of ultra low emission and transformation of flue gas with high emission was compared with materials.And the prospect of the application of the fluorine plastics was prospected.

fluorine plastic;energy saving and emission reduction;heat exchanger

X701.3

:B

:1674-8069(2017)01-046-02

2016-08-27;

:2016-09-26

謝武(1970-)，男，湖南湘潭人，工程師，從事燃煤電廠鍋爐環(huán)保專業(yè)設(shè)備管理工作。E-mail:dingding9008@sina.com