摘要：我国的火力发电厂承担了我国当前主要的电力工业任务，与此同时也给我国的大气带来了一定程度的污染，为了更好的开展节能减排，需要火力发电厂进行全面的设备优化和产品升级，其中对锅炉排放出的烟气热能可以进行合理的回收利用，从而实现节能减排的工作目的。本文主要研究一下我国火力发电厂锅炉尾部烟气余热的利用技术。
关键词：火力发电；锅炉；烟气余热；低温省煤器
引言：
在国家制定的十三五规划中，小型的火力发电厂全部被取缔，所有的大型火力发电厂必须进行深入的优化改革，实行高效用能和梯级用能的改革策略。在改革的过程中要合理的利用火电厂锅炉发出的烟气余热，从而更好的建设火电厂锅炉工作的耗能，并且提高燃煤能源的转换效率。
一、火力发电厂锅炉尾部烟气余热合理利用的重要意义
在火电厂锅炉运行的过程中需要将残余的烟气排出，以保障锅炉内的能量转换，锅炉的烟气在最后离开锅炉的时候，烟气的整体温度还保持在150摄氏度左右，由此可见锅炉尾部烟气的热能还是非常高的，在过去的火力发电厂中由于人们没有梯级用能的理念，因此这些宝贵的热能都没有进行很好的回收利用，据有关部门的能量损耗计量，在锅炉烟气的热能损耗可以占到火力发电能量总损失的十分之一，并且人们还指出锅炉排出的烟气温度和实际的能量损耗是成一个正比例函数的关系，因此说在火力发电厂运行的过程中对锅炉尾部的烟气余热进行科学合理的利用是非常关键的，是实现火电厂节能减排的一项重要工作方案。
在锅炉烟气余热的利用过程中不仅可以更好的实现能源的再回收，并且从空气动力学来看，在烟气从管道排出的过程中过窄的通道和传热的面积，会加快烟气余热的损耗，因此在锅炉烟气余热利用的过程中需要科学合理的规划和设计，系统的改善锅炉烟气的排放和热能的利用，从而更好的提高锅炉的工作效率，促进火力发电厂的经营效益[1]。
二、火力发电厂锅炉尾部烟气余热的利用技术研究
为了更好的研究说明火力发电厂的锅炉尾部烟气余热利用技术，本文以国内的某座660MW的火力发电机组为例，在该发电机组中加入SCR脱硝装置，从而利用SCR处理工艺更好的调整低温省煤器和空气预热器两者的关系。在该660MW的发电机组升级优化之后，锅炉的尾部烟气排放的温度基本可以维持在130摄氏度左右，在烟气余热回收利用的过程中排烟的能力损失率减低到了百分之五点二。该发电机组的主要改革目的，就是为了更好的回收烟气的热能，从而更好的提高锅炉的工作效率，并且在烟气排放的过程中利用静电除尘的方式，很好的减低了烟气的污染[2]。
（一）烟气排放系统的改造
1.低温省煤器的安装
该660MW的火电厂锅炉烟气改造工程的设计中将低温省煤器安装在了空气预热器和静电除尘器的之间，这样设计的优点主要是，在回收利用烟气余热的过程中可以对烟气的飞尘进行很好的处理，避免大量的飞尘降低低温省煤器的工作效率，在空气预热器的风机工作下，可以随着烟气体积的逐渐减少，而实现对应的减低风机的工况，这样可以很好降低风机电机工作消耗的能源。这样三者融合的锅炉尾部烟气余热利用技术，已经在我国的很多大型的火电厂中进行应用，很好的落实了我国节能环保的综合治理方针。
2.排烟温度的控制
在火力发电厂中不仅需要对烟气的余热进行很好的回收利用，并且还需要对烟气的污染物进行很好控制和处理，在火电厂运行的过程中烟气排放的温度越低，烟气中的硫化物越可以更好的被处理，最后将符合国家规定的废气排放到大气中，但是在实际的锅炉运行工作中燃烧的质量，以及燃煤中含有的硫化物都是具有极大的不确定性，在锅炉排放烟气的温度控制过程中为了更好的保障空气预热器的工作安全性，以及静电除尘的工作可靠性，在排放烟气的温度设计时，一定要综合的考虑，从而保障低温省煤器的高效运行[3]。
3.低温省煤器管道的选择和设计
在该火电厂的改造工程中低温省煤器主要是利用散热少、储存热量快的优势，在设计的过程中需要将低温省煤器的管道内壁设计为受热面紧凑的形状，这样不仅可以有效的降低低温省煤器的制造能源消耗，并且还可以更好的提高低温省煤器的工作效率。该项目工程中主要采取的是H型的烟气传播管道。
低温省煤器其中的管道中最低温度一旦低于烟气中污染物凝结点，就会在低温省煤器中的管道中形成一定的烟气凝结，在管道内部中存在低温腐蚀的安全隐患。目前国际中大型火电厂在建设低温省煤器的过程中为了有效的防止管道内出现低温腐蚀的情况出现，一般会采取09CRCUSH的特种钢材，这种钢材也被人们称为ND钢。该ND钢不仅可以有效的抵御了烟气中的污染物凝结造成的低温管道腐蚀，并且该ND钢材制造的低温省煤器管道还具有很好的抗氯化离子的腐蚀性能，在本次的660MW火电厂锅炉尾部烟气余热利用系统改造中就是采取该ND钢，从而有效的避免了低温管道腐蚀的情况出现。
4.热能回收系统的设计
在上文中我们说到了将低温省煤器设计到空气预热器和静电除尘器之间，这样可以保障三者设备可以进行有效的进行融合，从而提高整体的工作效率，为了更好的回收锅炉烟气的余热，在每一台的锅炉的周边安装三台低温省煤器。在低温省煤器的管道内壁要设计一些加热冷凝水的材料，并且预留一下位置，可以让管道内的冷凝水可以随着预留的位置中流出管道。
（二）该660MW发电机组系统改造之后的节能效果分析
在该火力发电厂对烟气余热回收进行了系统的改造升级之后，也就是加入了低温省煤器之后，该660MW机组的各项运行工况指标出现了一定的变化，具体的数据如下表一所示。
表一 660MW汽轮机组锅炉烟气改造升级前后的工况数据变化值
在低温省煤器投入之后，由于之前没有类似的实践经验检验，同时为了各方面设备的安全考虑，我们会将锅炉出口的烟气温度控制的稍微的低于设计的锅炉尾部烟气排放温度，我们在上文中说到将烟气的温度控制在130摄氏度，而实际的烟气出口温度只有102.56摄氏度，为了避免烟气的温度过高，对低温省煤器的管道内壁造成一定的损失，通过不断的实践积累，从而个更好的进行调控烟气的温度。
在低温省煤器的使用之后，烟气的通过空气预热器的容量变少，这样空气预热器中的风机就可以降低运行的工况，从而可以节省一部分电力，也是达到了节能减排的工作目标[4]。
在系统升级改造之后，由于低温省煤器的内壁可以有效的吸收一部分水蒸汽的热量，从而有效的降低了汽轮机抽气的背压，从而使得该组的汽轮机工作的效率提高了很多。
在该660MW的汽轮机组进行系统的设计改造之后，我们发现在修正了低温省煤器、空气预热器和静电除尘器的工作效能之后，该汽轮发电机组的工况达到了8033.75KJ/KWH，而在低温省煤器开始运行的过程中由于技术控制的不精准，以及和其他辅助设备配合的不紧密等原因，该汽轮发电机组的工况耗能达到了8053.74KJ/KWH，也就是说在低温省煤器运行的一段时间之后，该660MW的汽轮发电机组的工作效率得到了很好提高，在生产同样的电力资源情况下，消耗的能源出现了一定的减少，从而真正意义上的实现了发电汽轮机组的节能减排工作计划。
三、结束语
在今后的火力发电厂运行过程中可以根据实际的情况，对锅炉尾部烟气的余热进行合理地利用，从而更好的提高电厂的能源利用，不断的实现我国节能减排的战略发展规划。
参考文献：
[1]王代刚.火力发电厂锅炉尾部烟气余热利用技术[J].中国新技术新产品，2016，12：79-80.
[2]周武，向朝晟，李键.火力发电厂锅炉尾部烟气余热利用技术[J].东方电气评论，2012，2601：46-50.
[3]白秀平，王娟，安旭东.火电厂锅炉余热利用技术[J].干燥技术与设备，2012，1003：40-44.
[4]李宝坤.锅炉尾部烟气余热利用探讨[J].山东工业技术，2014，23：20.
论文作者:杨八虎
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：烟气论文; 省煤器论文; 锅炉论文; 低温论文; 余热论文; 火力发电厂论文; 尾部论文; 《电力设备》2018年第29期论文;