利用汽机凝结水回收锅炉排渣余热

石叶强

摘要：本文首先介绍了汽机凝结水回收锅炉排渣余热存在的问题及其改进措施，并对项目监测结果及节能量计算进行了论述。

关键词：汽机凝结水;锅炉;排渣;余热

通过对电厂锅炉排渣系统的研究，克服了改造前排渣系统存在的不足，为了最大限度地利用余热，将原来冷渣机冷却水用冷却塔冷却后循环利用的闭路循环系统改为用汽轮机凝结水作为冷渣机的冷却水，凝结水在冷渣机中吸收炉渣热量后，送入除氧器进入热力循环系统，充分利用锅炉排渣热量，保证燃料量的最大利用。不仅避免了因排渣温度高而引起的输渣皮带烧坏引起的停炉事故，而且回收了锅炉废渣的余热。经实例研究，该措施具有良好的节能效果，值得推广。

一、锅炉简介

二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

锅炉的主要工作原理是一种利用燃料燃烧后释放的热能或工业生产中的余热传递给容器内的水，使水达到所需要的温度或一定压力蒸汽的热力设备。锅炉在“锅”与“炉”两部分同时进行，水进入锅炉以后，在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽，被引出应用。在燃烧设备部分，燃料燃烧不断放出热量，燃烧产生的高温烟气通过热的传播，将热量传递给锅炉受热面，而本身温度逐渐降低，最后由烟囱排出。

锅炉整体的结构包括锅炉本体、辅助设备和安全装置两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁、过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。

炉膛又称燃烧室，是供燃料燃烧的空间。将固体燃料放在炉排上，进行火床燃烧的炉膛称为层燃炉，又称火床炉;将液体、气体或磨成粉状的固体燃料，喷入火室燃烧的炉膛称为室燃炉，又称火室炉;空气将煤粒托起使其呈沸腾状态燃烧，并适于燃烧劣质燃料的炉膛称为沸腾炉，又称流化床炉;利用空气流使煤粒高速旋转，并强烈火烧的圆筒形炉膛称为旋风炉。辅助设备和安全装置包括安全阀、压力表、水位表、水位报警器、易熔塞等。

二、凝结水系统概述

凝结水系统的作用是将凝汽器回收汽轮机排汽，经凝结水泵加压，送往除氧器，再到锅炉继续加热，作为工质循环的一个必要环节，同时在此过程中也对凝结水进行加热，回收了汽轮机中间的几段抽汽加热凝结水，增加了汽轮机的循环热效率。

三、锅炉除渣系统

1、人工除渣方式。一般使用各种小车将热渣直接运到渣场（池），再使用凉水冷却后运出，此种方式危险性高、工人劳动强度大，而且需浪费大量水资源。

2、用冲渣水将渣直接冲至渣池。这种方法的缺点是排出的高温热渣经冷水汽化后产生大量热气和灰尘，使厂房和现场污染严重，同时不利于灰渣的综合利用。

3、水冷滚筒式冷渣器。其主要由进料室、出料室、装有一组蜂窝状冷渣通道的转子、驱动装置、机架、断水保护装置等部分组成。锅炉高温炉渣进入冷渣机进料室，通过冷渣通道的转子，高端设有进渣口，低端设有出渣口，进入冷渣机内的热渣随冷渣机的旋转而转动，并沿下坡滚落一定距离，随着转子的连续转动，炉渣也在冷却通道内连续滚动与交换面交替接触，并将热量传递给冷却通道内的冷却水，使炉渣逐渐冷却降温。

四、汽机凝结水回收锅炉排渣余热存在的问题

某企业是一家矸石热电厂，既是资源综合利用企业，又是热电联产企业。该企业建设规模为2台50MW抽凝式汽轮发电机组，配3台240t/h循环流化床锅炉。年供电量5.5亿kWh，设计年供热能力298万GJ。2台机组蒸汽系统采用母管制，发电机出线采用双母线并列，互为备份方式运行，3台锅炉为2开1备。主要向云驾岭煤矿矿区、云驾岭社区、厂北化工厂、云驾岭煤矿井口、工业洗衣房及附近居民等区域供热，替代了该区域内的小锅炉。

该公司3台循环流化床锅炉出厂设计排渣热损失占锅炉各项热损失的7.9%，每台锅炉配2台风水联合滚筒式冷渣机。

该公司投产初期冷渣机为直筒式，换热面积不足21m2，排渣温度过高，严重时能达到200℃以上，曾出现2次因输渣皮带烧坏而造成锅炉停炉事故，导致热量白白浪费掉。

五、汽机凝結水回收锅炉排渣余热的改造措施

针对这一情况，该公司对3台锅炉冷渣机进行更新及节能技术改造。原来冷渣机冷却水用冷却塔冷却后循环使用的闭路循环系统，现改为采用汽机凝结水作为冷渣机的冷却水。凝结水在冷渣机内吸收炉渣热量后送到除氧器，进入热力循环系统，从而达到充分利用锅炉排渣热量，实现燃料热量的最大利用。

该公司锅炉排渣余热利用节能改造项目被公司列入二等科技发展计划课题。该项目完成全部系统的安装、调试后，投入正式运行。改造后系统如图1所示。

六、项目监测

1、监测方法：利用温度计、压力计、流量计测试冷渣机进出口冷却水温度、压力、流量，凝结水作为冷渣机的冷却水在进出冷渣机的过程中温度升高。

2、监测位置：冷渣机进出口。

3、监测仪器：流量计、温度计、压力计。

七、监测结果及节能量计算

测试数据均为现场实测有效数据的平均值，如表1所示。

汽机凝结水温度即为冷渣机冷却水入口温度，锅炉回水温度即为冷渣机冷却水出口温度。由表1可知，1#、2#汽机凝结水初始平均温度为47.58℃，经冷渣机后上升为72.30℃。

节能量计算的依据为：凝结水作为冷渣机的冷却水，凝结水在进出冷渣机的过程中温度升高，利用焓值差及凝结水流量计算凝结水所吸收的热量，再折合成标准煤，节能量数据统计与计算如表2所示。

该项目改造完成后，运行稳定。该公司锅炉排渣余热利用的项目带来显著的节能效果和经济效益，该措施值得推广应用。

参考文献：

[1]姜文斌.锅炉排渣余热利用的研究与应用[J].科技与向导，2015（10）.

[2]陶英川.利用汽机凝结水回收锅炉排渣余热[J].节能，2015（05）.