熱電廠鍋爐煙氣余熱回收項目2011.ppt

,1,hg-410/9.8-lmp19循環(huán)流化床鍋爐煙氣余熱利用,復(fù)合變相換熱器在鍋爐尾部煙道的應(yīng)用,中鋁河南分公司熱電廠 匯報人：牛?，?2,一、項目實施的意義和必要性,1、在中鋁河南分公司生產(chǎn)經(jīng)營形勢異常嚴(yán)峻、面臨生死存亡的時刻，降低能耗、降低生產(chǎn)成本，減少浪費是我們追求的目標(biāo)，是我們在向精益生產(chǎn)邁進(jìn),提高競爭力的必然選擇。 2、該項目實施符合國家節(jié)能減排的要求。在熱電廠鍋爐的熱損失的諸多因素中，排煙損失占全部熱損失的7080，排煙溫度高是鍋爐熱損失的最主要指標(biāo)之一。如果每降低排煙溫度10，則可提高鍋爐熱效率1%。,3、熱電廠新系統(tǒng)鍋爐排煙溫度和補水系統(tǒng)現(xiàn)狀 目前熱電廠新系統(tǒng)410t/h鍋爐的排煙溫度在150左右。排煙溫度相對較高，鍋爐熱損失大。而汽輪機系統(tǒng)由于外供汽和系統(tǒng)自身損耗，除鹽水補充水量較大，溫度較低，需要蒸汽加熱，造成自用汽偏高。 4、采用一種鍋爐低溫余熱利用技術(shù)-復(fù)合相變換熱器，利用該余熱加熱除鹽水補水，可以減少鍋爐熱損失，降低煤耗，且該技術(shù)先進(jìn)、系統(tǒng)運行可靠、維護(hù)簡單，投資收益明顯。,2019/10/30,3,二、項目簡介 2.1 項目背景介紹 為了降低成本，同時也響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召， 熱電廠擬在新系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道安裝余熱回收利用裝置中興相變換熱器（zxh），進(jìn)行余熱的回收利用，節(jié)省燃煤量，降低發(fā)電煤耗，提高機組效率。,2.2中興相變換熱器主要技術(shù)簡介 作為一種涉及“設(shè)計原理”變更，高效可靠的原創(chuàng)性節(jié)能技術(shù)，中興相變換熱技術(shù)的主要核心內(nèi)涵為： （1）能夠在鍋爐的設(shè)計和改造中，大幅度降低煙氣的排放溫度，使大量中低溫?zé)崮鼙挥行Щ厥?，產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟效益； （2）降低排煙溫度的同時，保持金屬受熱面壁面溫度處于較高的水平，遠(yuǎn)離酸露點的腐蝕區(qū)域，從根本上避免了結(jié)露腐蝕和堵灰，大幅度降低設(shè)備的維護(hù)成本； （3）保證換熱器金屬受熱面最低壁面溫度處于可控可調(diào)狀態(tài)，使中興相變換熱器具有相當(dāng)幅度的調(diào)節(jié)能力，使排煙溫度和壁面溫度保持相對穩(wěn)定，并能適應(yīng)鍋爐的燃料品種以及負(fù)荷的變化； （4）在保留熱管換熱器具有高效傳熱特性的同時，通過適時排放不凝氣體有效解決相變換熱器可能出現(xiàn)的老化問題，大大延長設(shè)備的使用壽命。,1、能夠在鍋爐的設(shè)計和改造中，大幅度降低煙氣的排放溫度，使大量中低溫?zé)崮鼙挥行Щ厥?，產(chǎn)生十分可觀的經(jīng)濟效益； 2、在降低排煙溫度的同時，保持金屬受熱面壁面溫度處于較高的溫度水平，遠(yuǎn)離酸露點的腐蝕區(qū)域，從根本上避免了結(jié)露腐蝕和由此發(fā)生的堵灰，大幅度降低設(shè)備的維護(hù)成本； 3、保證換熱器金屬受熱面最低壁面溫度處于可控可調(diào)狀態(tài)，使復(fù)合相變換熱器具有相當(dāng)幅度的調(diào)節(jié)能力，使排煙溫度和壁面溫度保持相對穩(wěn)定，并能適應(yīng)鍋爐的燃料品種以及負(fù)荷的變化； 4、在保留熱管換熱器具有高效傳熱特性的同時，通過適時排放不凝氣體有效解決相變換熱器可能出現(xiàn)的老化問題，大大延長設(shè)備的使用壽命。,2.2.1相變換熱器優(yōu)點,2.2.2相變換熱器的壁溫控制原理 圖2：相變換熱器進(jìn)行余熱回收與傳導(dǎo)示意圖,三、余熱回收方案設(shè)計實施 3.1 項目初步方案設(shè)計依據(jù) （1）用戶資料 （2）設(shè)計采用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程 dl5000-2000 火力發(fā)電廠煙風(fēng)煤粉管道設(shè)計技術(shù)規(guī)定 dlt5121-2000 （3）鍋爐設(shè)計規(guī)模及主要運行參數(shù)如表3.1.1所示： 表3.1.1,（4）鍋爐煙氣酸露點數(shù)據(jù)來源：根據(jù)用戶提供的煤質(zhì)化驗報告單， 煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)如 表3.1.2所示： 表3.1.2 煤質(zhì)數(shù)據(jù)表,當(dāng)投用爐內(nèi)脫硫時，采用鍋爐原理及計算（第三版，馮俊凱等主編）推薦的經(jīng)驗公式，計算得出煙氣酸露點溫度為82.5； 當(dāng)不投用爐內(nèi)脫硫時，采用鍋爐原理及計算（第三版，馮俊凱等主編）推薦的經(jīng)驗公式，計算得出煙氣酸露點溫度為95.47。,3.2余熱利用方案 3.2.1 項目方案介紹 在空預(yù)器后的水平煙道上安裝相變換熱裝置，相變換熱器的最低壁面溫度設(shè)定在100(高于煙氣酸露點95.47)，將排煙溫度從150降低到115，回收的熱量用于把80t/h、20除鹽水加熱到67.75后送入5#低加進(jìn)口，提高機組效率。 隨著鍋爐負(fù)荷的變化以及冬夏送風(fēng)進(jìn)口風(fēng)溫的變化都將使換熱器最低壁面溫度和排煙溫度發(fā)生變化，極有可能造成低溫腐蝕的嚴(yán)重后果。我們可以通過旁通自控閥自動調(diào)節(jié)水量來控制最低壁溫和排煙溫度，從而適應(yīng)鍋爐負(fù)荷和氣溫的季節(jié)性的變化。,3.2.2 方案設(shè)計示意圖,3.2.3 設(shè)計參數(shù) 表3.2.1 設(shè)計參數(shù)表,四、預(yù)計效益計算 1、原出口煙氣溫度150計，應(yīng)用中興相變換熱器后尾部排煙溫度為115，回收熱量為： 式中：vg 煙氣流量，單位：nm3/h； g煙氣密度，取1.295 kg/nm3； cpg 煙氣比熱，取1.09 kj/(kg.)； t相變換熱器前、后排煙溫度溫差，單位：； 設(shè)備保熱系數(shù)，取0.95； q相變換熱器回收熱量，單位：kw。,2、等效標(biāo)煤量gc 式中： q中興相變換熱器回收熱量，單位：kw； hr設(shè)備年運行小時數(shù)，取4085小時； qp標(biāo)煤的發(fā)熱量，單位：kcal/kg； k鍋爐效率，用戶提供89； 860“大卡”和“千瓦時”單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。,3、風(fēng)機和水泵增加的能耗 1）煙氣阻力增加450pa，由于煙氣流量減少抵消煙氣阻力約251pa，煙氣實際阻力增加199pa，引風(fēng)機增加的能耗 為： 式中： hy 增加的煙氣阻力，單位：pa； vg 煙氣流量，單位：m3/h； y 引風(fēng)機效率，取75。,2) 給水泵增加能耗： 式中： qv水流量，單位：kg/s； h水泵揚程，單位：m； b 水泵的效率，取75%。,3）增加的年總耗電量e為： 式中： py引風(fēng)機增加的能耗； pb1 給水泵增加的能耗； hr設(shè)備運行小時數(shù)，4085小時。 4）廠用電按照0.4元/度計算，由于電耗增加造成的費用為： 83320.6x0.4/10000=7.33(萬元/年),3.4 方案效益總結(jié) 通過上述分析，應(yīng)用相變換熱節(jié)能技術(shù)后，回收鍋爐排煙余熱，在保證尾部受熱面不發(fā)生腐蝕的情況下，將鍋爐排煙溫度由150降至115，效益總結(jié)見下表： 表3.4.1 效益總結(jié)表,五 主要設(shè)備材料清單,注：以上為主要安裝材料清單預(yù)估，實際用量及型號應(yīng)以最終施工圖為準(zhǔn)。本清單不包括地基及保溫。,六 項目投資概算,自控系統(tǒng)介紹 6.1 相變換熱器的可控性 監(jiān)測相變換熱器壁溫，通過對流量調(diào)節(jié)閥開度進(jìn)行pi或pid閉環(huán)調(diào)節(jié)，來調(diào)節(jié)被加熱的水量，保持煙道中相變換熱器壁溫在設(shè)定值上下之間波動，達(dá)到對相變換熱器壁溫可調(diào)可控的目的。 6.2相變換熱器控制系統(tǒng) 單獨一段相變換熱器 dcs pid控制邏輯示意圖,相變換熱器壁面溫度dcs控制策略 相變換熱器壁溫控制分為手動/自動兩種控制方式，配有手動/自動切換按鈕，手動情況下可手動增減調(diào)節(jié)閥開度。 pid自動控制說明： 實時監(jiān)測pv，pv與sv（目標(biāo)壁溫）進(jìn)入pid運算器，輸出0-100%閥門開度信號，控制電子式調(diào)節(jié)閥，從而調(diào)節(jié)進(jìn)水流量，改變壁面溫度（pv），建立一個pid閉環(huán)控制回路。（本方案有2個電子式調(diào)節(jié)閥控制 對應(yīng)放熱段的水量，需要4個獨立的pid控制邏輯） pid控制策略為正作用。 當(dāng)壁面溫度升高（即pv高過sv時），閥門開度應(yīng)調(diào)大一些，這樣通過相變換熱器放熱段的水流量加大，帶走換熱器的熱量增多，致使壁面溫度下降，從而達(dá)到穩(wěn)定壁溫在設(shè)定值（sv）附近的目的。反之亦然。 低溫報警策略：在運行過程中若pv低于某一設(shè)定值sl，將采取低溫報警。低溫報警策略配有啟停開關(guān)。 注：上述壁面溫度實際為出口煙氣溫度測點。,dcs系統(tǒng) i/o表,溫度測點表,七、工程影響因素及解決措施,7.1 設(shè)備防堵防積灰問題 設(shè)備堵灰發(fā)生的原因是因為受熱面金屬壁面溫度過低，低于酸露點，使受熱面結(jié)露，從而導(dǎo)致煙氣中灰分粘附在受熱面上，形成堵灰。同時為了防止積灰，設(shè)計時會合理設(shè)計工藝流速，并且在進(jìn)口喇叭管中增加導(dǎo)流板，在使喇叭管中煙氣流速均勻的同時，提高喇叭管下部的局部流速。加之吹灰器定時的正常吹灰，相變換熱器是不會產(chǎn)生積灰的。 7.2 設(shè)備防腐蝕問題 相變換熱器是以壁面溫度作為第一設(shè)計參數(shù)，其最低壁面溫度整體均勻。在正常運行狀況下，在鍋爐負(fù)荷及燃料發(fā)生變化時，通過手動調(diào)節(jié)設(shè)置壁溫在酸露點溫度以上，就能從機理上根本解決酸露腐蝕問題，從而也防止了由于受熱面結(jié)露帶來的堵灰問題。,7.3 設(shè)備防磨問題 因為煤粉的含矸石量不同，對于水冷壁、省煤器、空預(yù)器、相變換熱器的磨損不可忽視。強調(diào)防止磨損的主要措施是采用工藝流速降低到不堵灰、不沉降、換熱系數(shù)不減少為準(zhǔn)；同時設(shè)備設(shè)計會增加防磨瓦、導(dǎo)流板、為了保證相變換熱器的壽命，采取錳鋼、鎳鋼等特殊防磨材料、改變散熱片形狀等是十分必要的。相變換熱器的煙氣流速一般控制在8-10 m/s以內(nèi)。 為了防止磨損，換熱器的前三排管束（沿?zé)煔夥较颍┛刹捎锰胤N含錳不銹鋼翅片防磨，在前兩排（沿?zé)煔夥较颍┘友b防磨瓦以及適當(dāng)增加導(dǎo)流板以防止煙氣走廊的產(chǎn)生。 7.4 相變換熱器設(shè)備壽命問題 在保證相變換熱器基本功能不變的情況下，無需進(jìn)行特別大修，只進(jìn)行基本維護(hù)，能夠保證相變換熱器壽命不低于六年。 7.5 相變換熱器阻力增加的問題 增加回收余熱設(shè)備會增加阻力，本項目中煙氣側(cè)增加了450pa的阻力損失，但由于排煙溫度降低使引風(fēng)機入口體積流量減少8.3%，可抵消流阻約251pa，故實際增加煙氣流阻為199pa，若貴廠引風(fēng)機余量足夠，則對風(fēng)機無負(fù)面影響,附件一、系統(tǒng)流程圖 附件二、公司概況和相關(guān)技術(shù)專利 1、企業(yè)概況 2、中興相變換熱器系列專利 附件三、zxh節(jié)能技術(shù)改造部分項目應(yīng)用實例 附件四、相變換熱器與其他技術(shù)對比 1、相變換熱器與熱管換熱器對比 2、相變換熱器與低壓省煤器對比,附件一、系統(tǒng)流程圖,附件二、公司概況和相關(guān)技術(shù)專利,1、企業(yè)概況 深圳中興科揚節(jié)能環(huán)保股份有限公司（簡稱中興節(jié)能）是中興集團(tuán)旗下的專業(yè)節(jié)能環(huán)保公司，是低溫余熱利用系統(tǒng)解決方案專業(yè)服務(wù)商。公司是國家級高新技術(shù)企業(yè)，已通過iso9004/14001質(zhì)量環(huán)境管理體系認(rèn)證。 中興節(jié)能公司擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的系列專利產(chǎn)品（獲得發(fā)明專利9項、實用新型專利8項）,其中中興相變換熱技術(shù)及裝置（zxh）是國家級產(chǎn)學(xué)研項目，曾榮獲“國家技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)秀項目”獎和“國家重點新產(chǎn)品”證書；擁有上海交大、西安交大、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等專家（院士）團(tuán)隊的技術(shù)支持，能夠為客戶提供余熱回收利用的最佳解決方案，是名企與名校強強聯(lián)合的典范。 公司憑借自身強大的融資渠道和豐富的項目投資管理經(jīng)驗，以先進(jìn)的工業(yè)低溫余熱、余壓利用核心技術(shù)為依托，結(jié)合中國國情，引進(jìn)國外成熟的、行之有效的合同能源管理（energymanagerment contract簡稱emc）商業(yè)模式，為企業(yè)提供節(jié)能診斷、概念設(shè)計、低溫余熱、余壓再利用技術(shù)、節(jié)能計量檢測以及節(jié)能項目融資服務(wù)等系統(tǒng)的解決方案。 近年來，公司已在電站、鋼鐵、汽車、石油、石化、造紙等行業(yè)的100多臺各種鍋爐上成功實施了節(jié)能改造，有效地保證了鍋爐不受低溫腐蝕，同時年節(jié)約標(biāo)煤近40萬噸，減少二氧化碳排放百萬噸以上。大量成功運營的鍋爐節(jié)能業(yè)績充分表明，我們是企業(yè)進(jìn)