华源泰盟：燃煤锅炉烟气余热深度回收和消白技术

文 本刊记者/陈向国

燃煤锅炉在运行时会排放大量的高温烟气，烟气经过除尘、脱硫、湿电除尘后排入大气，脱硫后排烟温度约为55℃，烟气蕴含大量的潜热，直接排放不仅带来了能源的浪费，而且由于湿度较高，会形成烟囱冒“白烟”现象。“燃煤锅炉烟气余热深度回收和消白技术就是为解决这个问题孕育而生的。”杨巍巍告诉记者。

研发

记者：燃煤锅炉烟气余热深度回收和消白技术在研发过程中遇到哪些问题？如何解决的？讲述一两个令人印象深刻的事件或瞬间。

杨巍巍：主要问题有两个。首先是烟气热量的计算，因为燃煤的特点，没有准确的燃煤成分和烟气成分，因此在项目研发阶段无法确认烟气余热量计算的准确性；其次是由于燃煤烟气的成分复杂，对喷淋式换热器的结构、流程、防腐等问题提出了新的要求。我们解决这两个问题的方式，重点是加强理论研究和模拟计算。通过更广泛地查阅文献、理论研究和模拟计算，充分考虑可能遇到的各种问题，形成了一套完整的烟气热量计算方法和喷淋式换热器的设计方法，并在实际项目中应用，验证这些方法都是准确可行的。由于燃煤项目都是大项目，无法做小试或中试等试验研究，所以只能以这种方式保证准确性。

印象比较深刻的瞬间是，在第一个项目完成后，为了得到更准确的数据，带着各种测试设备对整个系统进行了详细的测试，其中就包括在40多米的烟道出口测量烟气参数，并多次调整。在40多米的平台上测试了七八天，每天上下十几次。最终通过理论与实际结合，完善了设计计算模型。

记者：燃煤锅炉烟气余热深度回收和消白技术的关键技术有哪些？

杨巍巍：主要两点。一是专用吸收式热泵。目前，吸收式热泵余热回收技术以其高效节能和具有显著经济效益的特点，尤为引人注目。吸收式热泵以溴化锂溶液作为工质，对环境没有污染，不破坏大气臭氧层，而且具有高效节能的特点。溴化锂吸收式热泵可以回收利用各种低品位的余热或废热，达到节能减排的目的。吸收式热泵以高温热源驱动，把低温热源的热量传递给到需要的中温热源，从而提高系统能源的利用效率。二是采用直接接触式喷淋换热器。天然气锅炉排烟温度在60℃以上，烟气蕴含大量的潜热。为克服常规间壁式换热器因烟气冷凝水带来的严重的腐蚀问题及换热端差大、余热回收不完全的问题，公司通过理论分析、软件模拟及实验的研发历程，对直接接触式换热器进行了开发与设计，用以替代间壁式换热器，较常规间壁式换热器，直接接触式换热器具备的特点及优势较为显著。

记者：今年对燃煤锅炉烟气余热深度回收和消白技术研发采取了哪些措施？

杨巍巍：今年的研发主要做了两方面的改进。一是制定了燃煤烟气余热回收技术的企业技术标准，对系统设计、关键部件设计、加工、安装等进行了详细的规定，并设计了系列化、标准化的喷淋塔，为以后高标准完成类似项目创造了条件。二是对吸收式热泵做了集成化、大型化的发展，将用在电厂、热源厂的吸收式热泵从民用设备形态改为了工业设备形态。

记者：燃煤锅炉烟气余热深度回收和消白技术及应用有哪些荣誉、权威认可？

杨巍巍：该技术获得数项专利，入选中国制冷学会节能环保技术目录，荣获首届中国节能环保创新应用大赛金奖、中国节能协会节能减排科技进步奖一等奖、中国节能环保专利奖一等奖、北京市科学技术奖一等奖，获得“首都蓝天行动科技示范工程”荣誉，是2017年度首台（套）重大技术装备示范项目。

推广

记者：企业在技术推广、市场推广过程中遇到哪些亟待解决的问题？

杨巍巍：首先是技术模仿厂家比较多，但是技术水平比较差，导致一些项目失败，引起市场对技术的质疑。比如喷淋式换热器，从运行稳定性、安全性、阻力、造价等多方面考虑，选择空塔喷淋结构，但是需要较强的设计计算能力。部分厂家模仿失败后（达不到设计效果），声称空塔喷淋结构不行，改为造价更高、填料容易出问题、阻力更大的填料塔，虽然技术上更简单，但造成了整体技术造价高、容易出问题等印象，影响了该技术的推广。其次是知名度的问题，用户有需求，但是宣传力度不够，导致技术推广较慢。举例来说，北京华源泰盟主要业务在供热系统，因此在北方的销售网络和市场推广较多，南方基本空白。但是类似本项目示范工程天保烟气余热回收所利用的技术，也可以用于南方供蒸汽电厂，甚至因为南方经济活力更大，市场更广泛。由于企业对南方市场布局很少，基本上属于一片空白，所以南方用户对该技术的了解也很少，无法做到有效推广。

记者：国家节能环保中心本次举办的重点节能技术应用典型案例（2019）首场发布推介服务活动对解决问题有帮助吗？还有何期待？

杨巍巍：本次推介服务活动对北京华源泰盟的帮助很大。一方面，推广了成功应用案例，打消了用户对技术的疑问；另一方面，该活动覆盖全国，也获得了本项目的商标、宣传册等，为我们全国推广创造了条件。对上面的两个问题的解决都有很大的促进。期待该活动在全国的影响力越来越大，促使我们的技术推广更容易。另外，北京华源泰盟在持续研发适用市场的新技术，希望能持续参加、入选新的节能环保典型案例。

记者：回忆一下，2015年为什么选择在济南热电北郊热电厂进行示范工程建设？

杨巍巍：2012年公司完成了燃气烟气余热回收技术，随后计划想将这一技术向燃煤方向推广。同时，2014年济南热电集团负责人考虑到北郊热电厂的供热能力不足，增加供热能力只能回收烟气余热，因此提出这个需求，并提出初步解决思路。这个思路也和北京华源泰盟的技术路线类似，双方一拍即合，并结合双方的技术特点对整个技术进行了优化，于是在2015年进行了示范工程建设。

案例与成效

记者：嫩江盛烨热电厂燃煤烟气余热深度回收和消白改造系统是该技术成功应用案例之一，请先介绍一下基本情况。

杨巍巍：嫩江盛烨热电厂是黑河市嫩江县唯一的供热热源，承担全县冬季7个月供暖任务，现有3×75t/h+2×130t/hCFB锅炉及1台116MW热水锅炉，其中2×130t/h+1×116MW锅炉共用一座烟囱，于2018年新建配套石灰石湿法脱硫及烟气余热回收系统，余热系统投资约3250万元，8月开工，工期4个月。脱硫系统实现超低排放标准，余热回收系统将脱硫后55℃湿饱和烟气通过喷淋塔降温至25℃经烟囱排放，热泵回收烟气余热26MW用于加热热网水，将50℃热网回水加热至66℃，可新增供热面积52万m2，同时烟气含湿量由16%降至3%，减少水汽排放81%，回收烟气凝水34t/h，经过加药水处理装置后作为热网补水全部利用，系统引入烟阻＜350Pa。

记者：该项目投资回报及节能减排效果如何？

杨巍巍：本系统于2×130t/h燃煤蒸汽锅炉+116MW燃煤热水锅炉烟气脱硫装置后配置一套余热回收系统，系统核心设备包含1台喷淋塔（φ10.4m×24.0m），2台热泵机组（11.0m×4.0m×9.0m）。烟气余热回收系统年回收39.4万GJ余热，折合节约标煤1.34万t，项目总投资4100万元，净收益1792万元，静态投资回收期2.3年。2×130t/h锅炉在95%以上负荷时，回收烟气余热量可达到27MW，排烟温度27.5℃；在锅炉低负荷时，可将排烟温度降至21℃，实现最大能力回收烟气余热；喷淋塔进行回收烟气余热的同时对烟气进行洗涤，可吸收烟气中的污染物（SO2、NOX、粉尘）实现减排，整个系统可实现节能、节水、消白减排的多重效果。