火电厂排烟及循环水余热利用系统设计及分析

潘涛

摘 要：近些年来我国国民经济处于高速发展阶段，随着经济的发展其与资源缺乏之间的矛盾逐渐显现。其中属于水资源缺乏的问题最为严重，已经成为现阶段我国经济发展过程中最为显著的资源紧缺问题。引发水资源紧缺的原因十分多样化，火电发电厂排水浪费属于其中主要因素。因此需要对火电发电厂排烟系统与循环水余热利用系统进行优化，使其可在满足火电发电厂日常生产需求的同时节约用水，并最大限度提升水资源的利用率。本文在此种背景下以某火电发电厂为例展开探讨，主要对其排烟和循环水余热系统的优化设计进行分析，旨在最大限度提升循环水预热系统的利用率。

关键词：火电厂；排烟；循环水余热利用；系统设计

一、火电厂排烟系统优化设计分析

1.火电厂排烟系统优化

通常情况下火电发电厂的排烟系统将能够转换烟气余热的换热器设置在锅炉对流的竖井下部。热网中的回流水利用烟气余热换热器完成加热。锅炉烟气出口会设置一个静电除尘器、烟气脱硫塔，并在二者之间安装烟气冷却器，然后借助烟气高温蒸汽完成冷凝的过程，将烟气转化为液态水。

2.火电厂排烟系统优化方案探究

由上述分析目前火电发电厂排烟系统的优化方案可以发现，其主要工作原理是在吸收塔的入口安装烟气余热换热器来完成排除烟气的降温工作。烟气在降低温度之后会通过烟气余热换热器与加热之后的高温蒸汽混合冷凝为液态水，然后再向外界排放，这是当前阶段绝大部分火电发电厂应用的排烟系统。由上述方案不难发现，其实现原理的核心是借助烟气余热换热器将废烟凝结成水，也就是说烟气余热换热器在工作过程中需要承担冷却的责任。烟气在经过除尘器以后会大幅度降低原本蕴含的粉尘浓度，此时再安装除尘器就可使得烟气中的腐蚀性颗粒大幅度降低，进而因烟气中腐蚀性颗粒引发的设备腐蚀情况可到有效缓解。烟气通过除尘器和引风机脱离吸收塔时，通常情况下温度已经大幅度降低，大约为45℃-50℃左右，而且已经在脱硫区完成了防腐蚀和脱硫处理，所以说该优化方案可以最大限度降低烟气对发电厂机组设备的腐蚀情况。该优化方案具有经济性较高和可操作性较强的优势，所以被各火电发电厂排烟中广泛应用。另外，还可依据具体生产状况在上述方案的基础上增设两台燃煤锅炉烟气余热换热器，分别在两台引风机出口处的水平烟道内安装。出于对设备保持换热和防腐蚀具体需求的考虑，需要选择质量优良的钢支撑翅片管用在烟气余热换热器中，进而对该设备持久性的良好运行进行保证。

3.分析热平衡计算以及系统优化的经济效益

对排烟系统进行优化升级的过程中，影响冷凝设备最大的当属余热转换器装置在正常运转的过程中需要承受非常大的烟气阻力，进而阻碍了引风机的运转，引风机需要增加功率来确保正常运转。因此，要想保证发电机组额定功率不会随之改变，就需要减小机组的进气量，进而使得机组热效率提升的目的得以达成。优化之后的方案不仅可以对发电机组的运行效率进行提升，而且有利于发电厂整体效益的提升。外还可有效降低机组设备损坏的几率，设备维修和更换的费用大幅度降低，发电厂的生产成本得以减少。而最为关键的问题是优化火电厂排烟系统可降低对环境的污染，有利于我国可持续发展战略的进一步推进。但是在应用该优化方案时要注意控制排烟的温度，使其始终处于合理范围内，如温度过低的话污染物会对换热器装置造成腐蚀，进而损坏设备，所以使用时要格外注意温度的控制。

二、火电厂循环水余热利用系统优化设计分析

1.“NCB”新型大容量供热机组应用方案探究

NCB是利用低压缸与高压缸来实现带动发电机运转的目的，如处于基抽汽状态可关小连通管道上的蝶阀来分散压力。连通管道上的蝶阀在负荷达到最大值时会完全关闭，进而可对蒸汽进入低压缸的情况进行有效避免，此时低压缸转速会呈现持续下降的状态，直至停机。此种状态下离合器会脱离低压转子，而发电机的正常运行需要借助中压转子和高压转子，所有水蒸气可排除并提供热量，一定程度上加强了水余热循环利用的效率。此种设计方案可以充分利用中压缸和高压缸的排气以及其提供的抽气量，冷源带来的损失得到大幅度降低。该机组可使得低压缸运行停止并转变为背压机，而且还可将实际状况作为依据来启动或者运行低压缸，进而将其转化为纯凝机或者是抽凝机。该原理使得机组可以将其所承受负荷的状况作为依据对其运行模式和运行状态进行任意转换，进而大幅度提升了机组负荷的承受能力。NCB新型大容量供热机是未来一定时间内火电发电厂排烟及循环水余热创新的主要方向和趋势。

2.NCB新型大容量供热机组存在的主要问题

目前火电发电厂应用的NCB新型大容量供热机仍然有些许问题存在，无论是由发电厂自身发展需求还是由行业发展前景来看，其操作难度都相对较大。NCB新型大容量供热机成本相对较高，所以绝大多数火电发电厂只能是望而却步。因NCB新型大容量供热机内置的品质优良的SSS离合器目前仍需要进口，离合器本身造价在加上运输费用等，使得该供热机的造价相对较高。此外，SSS离合器使用时对机组转子转矩有较高要求，所以需要对机组转子进行相应的改造，机组本身成本再次增加。除此之外，NCB新型大容量供热机要想投入使用还需对检修场地进行建设和增加，场地建设需要投入较多的财力、物力以及人力，所以说上述问题都影响了NCB新型大容量供热机组的推广和应用。

结束语

综合上述所言，我国当前仍旧处于时代进步和社会发展的过程中，人类生活水平也会随之提升，对于电力的需求也势必会不断增加。同时社会各界会越发重视环境的保护，尤其是电力生产过程中排烟以及循环水热造成的水污染、热污染以及大氣污染等。因此，最大限度预防并降低火电发电厂排烟以及循环水余热对环境造成的污染是当前需要解决的首要问题。本文在此种背景下提出NCB新型大容量供热机系统和烟气余热利用系统的应用，可有效对上述问题进行解决。

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