电站锅炉余热深度利用及尾部受热面综合优化

秦　威

电站锅炉余热深度利用及尾部受热面综合优化

秦威

我国电站锅炉行业是一个蓬勃发展的产业，锅炉行业及相关企业也面临着各种挑战。现阶段，火力发电仍将在电力工业中占据重要地位，为社会发展提供有力的电力保障。但是在发电过程中，电站锅炉的排烟温度可以达到100 ℃以上，损失的热量非常多。因此，有必要充分回收和利用电站锅炉尾部烟气余热，降低电厂煤量消耗，以有效提高利用率以及电厂经济效益。因此，对电站锅炉余热进行深度的利用，以及对尾部受热面综合优化进行研究，具有极其深远的现实意义。

电站锅炉；余热利用；尾部受热面优化

近年来，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向，随着能源价格的不断上涨，以及国家提出严格的节能减排需求，火电行业在“上大压小”的政策导向下积极推进产业结构优化升级，电力企业逐渐重视锅炉尾部烟气余热的回收利用，加强对煤炭资源的利用率，不仅有效节省了国家资源，同时对自身发展也具有积极作用。

1　电站锅炉余热深度利用

当前的电站系统中，通常会需要大量的蒸汽，来自汽机中的蒸汽不仅能够用来加热凝结水，提高凝结水温度，而且能够通过冷却凝结成相应的热水，进而失去做功能力。充分回收利用烟气余热，能够进一步提升锅炉余热的利用情况，利用余热进行加热凝结水，可以减少对蒸汽的抽取，使蒸汽继续在后续汽轮机中做功，整体上提升了电站锅炉的出功效果，最终提高了系统的工作效率。但是利用余热进行做功的系统并不够完善，存在一些问题和限制，具体表现在以下几个方面：第一，通常来说低温省煤器的烟气入口温度是不变的，烟气出口温度受到材料的限制，材料必须具有耐腐蚀性特点；第二，余热的利用受到很多因素的影响，例如锅炉烟气成分以及烟气温度，同时还受到汽轮机等因素的影响，也就是说余热受到最高抽气能级的影响；第三，余热容易受到传热面积以及空间的限制，需要在实际工程中，保持数温差在20 ℃以上。

因此，基于以上考虑，可以利用热力参数，进行烟气余热加热凝结水的典型方案设计。在并联形式方案中，低温省煤器与回热加热器在热力系统中进行并联，同时确保凝结水流出回热加热器时，温度保持不变状态，尽可能节省抽气；在串联方案中，凝结水在回热加热器出口处，在流经低温省煤器吸收热量之后，然后返回热力系统，最后在更加高级的回热加热器的入口处，同主凝结水进行汇合，此时的烟气余热放热节省较高一级的抽汽。通过大量的实验数据分析，可以明确了解到，串联和并联两种联接方式，在进行相同烟气余热的回收情况下，节省同一级抽汽所获得的做功收益一致；如果想要获取更多的效益，必须更加高级的回热系统抽汽进行节省工作，串联系统条件下的低温省煤器，由于换热温度相对比较大，因此更加有利于换热面积的减少。

2　电站锅炉尾部受热面余热利用综合优化

2.1锅炉尾部排烟余热利用

传统的锅炉尾部手热面系统，长期以往都会将尾气直接排向大气环境中，不仅对环境造成严重的污染，同时也极大程度的损失了锅炉排烟温度。电站锅炉的排烟温度非常高，一般来说在100℃以上，充分回收利用锅炉的烟气余热，对电厂经济效益的提升具有重要意义。现阶段，能够有效解决余热利用的措施，通常会在烟气管道中加入低温省煤器。锅炉的烟气余热能够对凝结水进行充分加热，所产生的蒸汽流入到后续汽轮机中进行做功，电站系统的总出功增加，进而有效提高系统对资源的利用率。在具体的实际工作中，低温省煤器的烟气入口温度往往是固定的，而出口温度又受材料承受烟气腐蚀能力的限制。通过具体实验可以分析出，现有的烟气余热利用系统中，在空气预热器的出口处进行低温省煤器的装置，能够有效实现烟气温度的降低，一般可降低20～30 ℃。此外，利用烟气余热进行对回热系统中凝结水的加热工作，不但有利于降低回热抽汽，而且能够实现电厂节能减排的目的。

2.2新型电站锅炉尾部受热面优化布置

新型电站锅炉尾部受热面的优化布置，在空气预热器的使用上，需要采取严格的分级布置，主要有低温空气预热器、主空气预热器、以及高温空气预热器。烟气流经低温过热器后，然后经过在低温再热器的影响下进行换热，之后高温空气预热器以及省煤器，此二者位于尾部分隔烟道内，同时必须采取并联布置。最后烟气流入尾部主烟道，经过主空气预热器、低温省煤器、以及低温空气预热器后，脱硫后排向大气。而受到空气预热器加热的环境温度空气，最终与煤粉进行充分燃烧。新型电站锅炉尾部受热面的优化配置，能够使入口烟气温度和出口烟气温度相互独立，入口烟气换热不再影响出口空气温度。新型优化配置进一步提高了煤粉的燃烧利用率，同时在换火过程中降低了损失，使空气预热器和省煤器的换热过程得到了极大程度的优化。

3　结语

综上所述，各个电厂全面开展利用电站锅炉烟气余热加热凝结水的多种典型集成方案设计，充分利用锅炉尾部烟气余热加热回热系统中的凝结水，通过对抽汽的排挤使之返回汽轮机中，持续膨胀做功，能够有效地节省煤炭资源，提高电厂机组工作效率，在实现电厂节能减排的同时，极大程度地提高了经济效益，为电厂的可持续发展提供了坚实的基础。

［1］ 徐钢，许诚，杨勇平，等. 电站锅炉余热深度利用及尾部受热面综合优化 ［J］. 中国电机工程学报，2013（14）：1-8，15.

［2］ 郝卫. 电站锅炉尾部受热面综合优化设计 ［J］. 华东电力，2014（1）：193-197.

［3］ 宋景慧，阚伟民，许诚，等. 电站锅炉烟气余热利用与空气预热器综合优化 ［J］. 动力工程学报，2014（2）：140-146.

邵阳学院湖南邵阳422000

Utilization of residual heat and comprehensive optimization of tail heating surface of power station boiler

Qin Wei

The power plant boiler industry in China is a booming industry，at the same time，the boiler industry and related enterprises are facing various challenges. At this stage，thermal power will continue occupying an important position in the power industry，to provide power for the social development. But in the power generation process，the flue gas temperature of the power station boiler can reach more than 100 ℃，the loss of heat is very much. So it is necessary to make full use of the waste heat from the tail gas of the power station boiler to reduce the coal consumption of the power plant，which can effectively improve the utilization rate and economic benefit of the power plant. Therefore，it is of great practical significance to study the utilization of waste heat of power station and the comprehensive optimization of the heating surface of the tail.

power station boiler；waste heat utilization；optimization of tail heating surface

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