2014發(fā)電鍋爐渣余熱回收利用技術的研究及應用

1、完成單位：四川達竹煤電（集團）公司渡市選煤發(fā)電廠完成單位：四川達竹煤電（集團）公司渡市選煤發(fā)電廠川煤集團達竹公司內(nèi)部技術市場課川煤集團達竹公司內(nèi)部技術市場課題題 發(fā)電鍋爐渣二級余熱回收利用技術的研究及應用發(fā)電鍋爐渣二級余熱回收利用技術的研究及應用川 煤 集 團SICHUAN COALGROUP二一四年十月Notes accompany this presentation. Please select Notes Page view. These materials can be reproduced only with official approval from Gartner. Such

2、approvals may be requested via e-. 渡市選煤發(fā)電廠235t/h煤矸石發(fā)電鍋爐，燃燒超低熱值煤矸石，排放爐渣29.66萬噸/年。爐渣排放溫度在890左右。該鍋爐配有兩臺處理為20噸的滾筒式冷渣機，由于煤矸石熱值低灰分高，造成鍋爐排渣量大幅上升，最大渣量達到25t/h，燃燒煤矸石后由于爐渣帶走的熱損失較高（可高達15%左右）降低了鍋爐運行的經(jīng)濟性。為解決這一問題，我廠開展了鍋爐渣二級余熱回收利用技術研究。項目簡介項目簡介一、項目的可行性一、項目的可行性 （一）、爐渣余熱回收的必要性 渡市廠排放爐渣約29.66萬噸/年，爐渣附帶的熱量蘊含有較大的經(jīng)濟價值： 鍋爐排渣

3、溫度為890，爐渣中熱量為5.9621010kcal/年。 若將爐渣降低至80再排放，理論回收熱量為5.4281010kcal/年，相當于標準煤7.754106kg/年，價值=7.754106kg/年0.98元/kg=160萬元/年。 （二）、爐渣余熱回收的困難及解決方案 針對煤矸石流化床鍋爐的爐渣熱量回收，其主要技術難題在于：u 將這部分熱量回收到何處？u 采用什么介質（凝結水，空氣，給水，爐水）回收？ n 以滾筒式冷渣器為代表的常規(guī)水冷式冷渣機，及其配套的冷卻系統(tǒng)，爐渣熱量回收效率低，冷渣能力有限。n 風冷式冷渣器的處理受鍋爐二次風量的限制。n 采用流化床風水聯(lián)合冷渣器，需要解決冷渣器結交

4、，堵塞及磨損問題。解決方案： 方案一：綜合采用流化空氣、省煤器給水，凝結水作為冷卻介質，設計一套完善的爐渣冷卻系統(tǒng)，將70%的底渣熱量回收到二次風，省煤器給水和爐膛流化風中，將20%的熱量回收到凝結水中，剩余10%的熱量排放。 方案二：采用以爐水為主，凝結水和流化風為輔的爐渣余熱回收方案。該方案是以每小時冷卻30噸爐渣量計算，可以產(chǎn)生4-6噸飽和蒸汽，該方案80%的低渣熱量由爐水回收，冷凝水回收10%，剩余10%的熱量排入放。針對我廠的具體情況，考慮到飽和蒸汽的進一步利用問題，本項目選擇了方案一。二、主研究內(nèi)容二、主研究內(nèi)容空氣-爐渣 余熱回收系統(tǒng)利用鍋爐鼓風機風道的空氣來冷卻爐渣，空氣升溫，

5、爐渣降溫。高溫空氣成為鍋爐二次風進入鍋爐爐膛。主要研究內(nèi)容凝結水-爐渣余熱回收系統(tǒng)通過冷渣機，用凝結水來冷卻爐渣，爐渣加熱凝結水，凝結水回收熱量到除氧器，回到電廠熱力系統(tǒng)。三、主要技術指標三、主要技術指標11332發(fā)電量不變的情況下，年節(jié)約標準煤1500噸以上澡堂熱水溫度提升10度以上年節(jié)約飽和蒸汽15000噸四、項目研究及實施四、項目研究及實施（一）爐渣中的熱量計算 年產(chǎn)爐渣量按20112013年平均值統(tǒng)計約為：29.66萬噸。 爐膛溫度為890，普通運輸皮帶能承受溫度為80。我們以爐渣從890下降至80的放出熱量為計算數(shù)據(jù)。每公斤的890和80的灰渣的比焓,查鍋爐房設計手冊第94頁表229

6、中得： 890201kcal/kg 8018 kcal/kg由公式：q6=(h高h低）G 得：q6（20118） 29.66107 kg/年5.4281010kcal/年 q6：回收熱量的純熱量，單位kcal。 h高：890的灰渣的比焓,kcal/kg h低：80的灰渣的比焓,kcal/kg G: 灰渣量，單位kg。（二）空氣-爐渣余熱回收系統(tǒng)設計 1、確定冷渣空氣量和速度 根據(jù)鍋爐設計資料，我廠鍋爐需要空氣40150 Nm3/h，二次風為40150 Nm3/h5%=2007.5 Nm3/h。我們的鼓風機的風量為69480 Nm3/h，有一定的余量，可以直接用鼓風機的風量。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒

7、需要的空氣由鍋爐鼓風機供給。一次風是為了保證爐內(nèi)物料的流化，同時給爐膛下部密相區(qū)燃料提供氧量，保證燃燒；二次風是為了保證燃料燃燒所需氧量和物料的充分混合，強化燃燒。 二次風的設計，要求要有足夠的穿透能力，所以二次風布置是從爐膛方向進入，形成射入爐膛燃燒室的強沖空氣流，速度要求在50m/s以上。2、流化床風冷換熱系統(tǒng)工藝設計 為了不影響鍋爐原有效率，空氣經(jīng)空預熱器回收鍋爐尾部煙氣熱量，達到145左右，用于紅渣換熱的二次風從風道空預熱器負方提取，再到爐渣空氣冷卻系統(tǒng)，既保障了鍋爐排煙溫度，也保證了鍋爐排煙熱損失最低。換熱系統(tǒng)工藝流程（三）凝結水-爐渣回收系統(tǒng)設計 1、需要交換的爐渣熱量計算 經(jīng)計算

8、，爐渣經(jīng)過空氣冷卻后，再冷卻至80排放，需要凝結水回收熱量為4.95481010kcal/年。 2、需要冷卻水量的估算 根據(jù)冷渣機廠家資料估算和理論計算，我廠爐渣余熱回收系統(tǒng)需要凝結水量為168t/h。 3、使用內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)來保證足夠的冷卻水量 我廠凝結水循環(huán)總量70t/h，不能滿足冷渣機對冷卻水的要求，通過設置內(nèi)循環(huán)水箱，將冷渣機出口的凝結水部分返回內(nèi)循環(huán)水箱，再用內(nèi)循環(huán)泵向冷渣機供水，保證內(nèi)循環(huán)水總量大于168t/h。 4、換熱器的改造 改造原因：冷渣系統(tǒng)原有的內(nèi)循環(huán)熱交換器的換熱效率較低，只有一個換熱回程，達不到換熱效果，導致凝結水溫未降到設計要求，滿足不了冷渣機的運行。 改造方式：將原來

9、的一個回程換熱器改為四個回程換熱器，就是在換熱器內(nèi)部加設隔板，把換熱器隔離成四個回程。從冷渣機出來的水分別進入換熱器第一、二、三、四回程，再流入疏水箱。外部冷卻水也分別流入換熱器第四、三、二、一回程，冷卻水在冷卻器里的停留水時變長，增強冷卻效果。五、實施效果分析五、實施效果分析改造后的效果： 通過二次風余熱回收利用，有效提高了鍋爐的經(jīng)濟運行，與去年同期對比，我廠的標煤耗低了約20g/kwh左右。 冷渣機的水溫從95降到50，冷渣機運行更平穩(wěn)，并且提高了冷渣的效率。鍋爐爐渣現(xiàn)在可全部通過冷渣機來排放，不再需要人工排渣。 因通過冷渣機排渣，生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境得到了改善。六、經(jīng)濟效益分析六、經(jīng)濟效益分析

10、 1、二次風余熱回收利用，有效提高了鍋爐的經(jīng)濟運行水平，與去年同期對比，我廠的標煤耗降低了約20g/kwh左右。截止2014年11月份，我廠發(fā)電量達到9840萬kwh，節(jié)約標煤約1968噸。按每噸標煤500元的單價計算，可節(jié)約5001968=98.4萬元。2、熱交換器改造后，提高了換熱能力。去年換熱器換熱出來的洗澡水水溫為50，今年換熱器換熱出來的洗澡水水溫為70，就可以不再使飽和蒸汽。每年可節(jié)約蒸汽15000噸，按每噸蒸汽10元計算，可節(jié)約：15000噸/年10元/噸=15萬元/年所以，本項目的直接經(jīng)濟效益為：98.4+15=113.4萬元 與國內(nèi)同類技術比較： （1）我廠以滾筒式冷渣機、熱

11、交換器為主體設備設計爐渣水冷系統(tǒng)，與同行業(yè)不一樣的是：為了盡可能多的回收熱量，采取停用電廠汽輪機系統(tǒng)的低壓加熱器和軸封加熱器，使汽輪機系統(tǒng)出來的凝結水溫度降到最低。低溫的凝結水進入冷渣系統(tǒng)后，能夠多回收熱量。 （2）由于爐渣量大，爐渣中熱量多，同類型電廠一般采用系統(tǒng)中凝結水來回收熱量。因凝結水量遠遠不足，一般做法是回收多少是多少。我廠的創(chuàng)新點在于設置凝結水冷渣小循環(huán)，保證有足夠的水量來回收熱量。 （3）爐渣風冷系統(tǒng)，同行業(yè)也有應用，一般需要增加增壓風機，有能耗；采用一次風回收熱量，風室不可避免出現(xiàn)粉塵，風帽小孔不同程度有堵塞，對鍋爐流化質量有影響。我們采用鍋爐二次風來回收爐渣熱量，回到鍋爐二次風口，粉塵不會影響流化質量；不需要另外增加風機。 （4