330MW燃煤机组烟气余热及水分一体化回收技术研究

发布时间：2020-11-04 13:07

　　 为了实现经济的可持续发展,我国对燃煤机组提出了超低排放的要求。我国应用最广泛的湿法脱硫技术在脱除SO2的同时,增加了锅炉的水耗,由于脱硫塔出口的烟气湿度增大,烟气排入大气时引起了“石膏雨”和“白色烟羽”等环境问题。论文针对这一问题,采用冷凝法,通过研发新型氟塑料烟气冷却器,开展了烟气余热及水分一体化回收技术研究。论文以天津国电津能热电厂的330 MW燃煤供热机组为研究对象,开展了烟气余热及水分一体化回收技术方案研究,在对比该机组采用常规低温省煤器、低温省煤器联合暖风器、旁路烟道低温省煤器3种余热利用方案的热力性能和技术可行性的基础上,针对该机组提出了“分级布置、二次回收”的烟气余热及烟气水分一体化回收技术方案。研制开发了适用于烟气余热及水分一体化回收的新型氟塑料烟气冷却器。通过实验,对比了 DD防腐涂层、G3(搪瓷)防腐涂层和氟塑料换热管的耐酸腐蚀性能,确定了以具有良好耐腐蚀性能的氟塑料管为基础研发新型烟气冷却器;针对中试试验,设计、制造了氟塑料烟气冷却器,搭建了中试试验台,进行了氟塑料烟气冷却器的传热、阻力及冷凝脱水性能试验。试验结果表明:采用小管径、薄壁厚的氟塑料管可极大提高传热效率,氟塑料烟气冷却器在冷却原烟气时传热系数达到150～163 W/(m2 ℃),冷凝净烟气时传热系数达到380～400 W/(m2 ℃);氟塑料烟气冷却器通过冷凝烟气可以实现烟气余热及水分的一体化回收,使烟气中的水分大量脱除。对烟气余热及水分一体化回收系统的运行特性进行了研究。构建了烟气余热及水分一体化回收系统的仿真模型,模拟了一体化系统投入与退出对机组运行特性的影响以及机组投入一体化系统后的变负荷特性,结果表明,烟气余热利用及水分回收一体化系统的投入,对火电机组运行的稳定性影响较小,原机组的控制系统无需改造即可保证机组正常运行。对系统的热经济学分析表明,投入一体化回收系统后,机组主要部件的单位(?)烟成本均有所下降,达到了节能的效果。在天津国电津能热电厂进行了烟气余热及水分一体化回收工程示范。通过系统连续运行9个月的数据分析和系统投入前后的机组性能试验对比,系统累计回收烟气冷凝水量26400吨,节约脱硫系统用水77%;在330 MW额定工况下可回收烟气中的水分6.4 t/h,发电煤耗降低3.09 g/(kW·h),脱硫塔出口固体颗粒物浓度为8.08 mg/Nm3,达到了超低排放10 mg/Nm3的标准。系统在回收烟气余热和水分的同时,还具有一定的除尘功能,为燃煤锅炉颗粒物排放控制提供了新的路径。
【学位单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM621;X773
【部分图文】：

２．２机组概况??论文以天津国电津能热电厂为研究对象。该厂地处煤价较高的华北地区，由??２台３３０?ＭＷ燃煤供热机组组成，机组的热力系统图见图２－１。锅炉为哈尔滨锅??炉厂生产的亚临界参数、一次中间再热、自然循环汽包炉，采用平衡通风、四角??切圆燃烧方式，设计燃料为烟煤。锅炉以最大连续负荷（ＢＭＣＲ工况）为设计参数，??锅炉的最大连续蒸发量为１１０２?ｔ／ｈ。汽轮机由东方汽轮机厂制造，型号为??Ｃ３３０／２６２－１６．７／０．３／５３８／５３８．??该厂供热需求较大，自投产以来锅炉排烟温度始终较高，夏季非采暖期，满??负荷时排烟温度高达１５０?°Ｃ，冬季采暖期也达到了?１３５?°Ｃ，锅炉排烟余热的回收??潜力较大。??——??ＩＰ??Ｉ＾ＬＰ??（＾＼）ｊ???＇，??＊???１?凝汽器??？？＊？，?ｎ?１Ｈ，?Ｈ２?ｗ?Ｈ３?ｆＡ?”?Ｈ５?”Ｈ６?”?Ｈ７?

将常规低温省煤器系统称为“方案１”。如前文所述，该系统利用烟气的余??热加热凝结水，凝结水的引出和返回机组热力系统的位置不同，节能效果也不同。??为此，本文结合机组的实际情况，选择在实际工程应用较多的如图２－３所示的方??案进行研究。??—??ｉｐ??１?一２ｘｌｐ?——??＇＇＇ｎ＾”??＇―?１?凝汽器??ｉｆｆｌＷ?Ｈ２?Ｗ?Ｈ３?，＇?Ｈ５?，＇?Ｈ６?”?Ｈ７?”?Ｈ８?凝结水栗?｜??Ｙ??？电除尘?——??低温省煤器?引风机??图２－３常规低温省煤器余热利用系统图??Ｆｉｇ．２－３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ?ｌｏｗ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｅｃｏｎｏｍｉｚｅｒ?ｓｙｓｔｅｍ??如图２－３所示，低温省煤器布置在空气预热器与电除尘器之间，从８＃低加出??口引出一定比例的凝结水来吸收锅炉排烟余热，冷却排烟至约９０?°Ｃ，凝结水被??加热后与７＃低加出口凝结水汇合一同进入６＃低加。??２．３．２低温省煤器联合暖风器余热利用系统??将低温省煤器联合暖风器余热利用系统称为“方案２”，如图２－４所示。?????ＩＰ??ｆ＾＾？ＬＰ?????ｚｒｗ?ｒｒ＾?”??＇?１?凝汽器丨??￣￣￣ｙ！??１?＊－—＊ｌ—１?＊■—１?＊—－－＊－—＊■—ｌ?＇「????低温省煤器」ｔ烟水换热器烟???？丨ｕ?除尘?？（ａ）￣？（〇）￣＾脱硫?ｉｆｔ）?ＪＬｊｌ??

华北电力大学博士学位论文??从图２－４可以看出，该方案将低温省煤器布置于除尘器与引风机之间，加热??从８＃低加出口引出的１５％凝结水，凝结水随后再引入到５＃低加入口。在省煤器??后加装以水作为传热媒介的“水媒式暖风器系统”。水在布置在烟道中烟水冷却??器内加热升温，回收低温排烟余热，降低排烟温度。再利用暖风器将水从烟气冷??却器中吸收的热量加热空预器进风，提高空气温度。??方案２的热力参数见表２－４。??表２－４方案２主要换热器的热力参数???Ｔａｂｌｅ?２－４?Ｔｈｅｒｍａｌ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｈｅａｔ?ｅｘｃｈａｎｇｅｒｓ?ｉｎ?ｓｃｈｅｍｅ?２???组件?入口烟（风）温／°Ｃ?出口烟（风）温／°Ｃ?入口水温／°Ｃ?出口水温／°Ｃ??低温省煤器?１５０．００?１０６．８２?８４．２９?１１９．００??烟水换热器?１０６．８２?９０．００?５９．７２?７２．５８??暖风器?２４．５３?４３．６９?７２．５８?５９．７２??２．３．３旁路烟道低温省煤器余热利用系统??“”
【参考文献】

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本文编号：2870134