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吳昇，夏宇
(光大生物能源(盱眙)有限公司，江蘇盱眙211700)
摘要：介紹了某生物質電廠利用鍋爐尾部煙氣、連續排污擴容器、除氧器排氧門等余熱熱源，集中加熱蓄水箱中的自來水，進行熱水銷售的應用實例。改造工程實施后，企業的經濟效益、社會效益、環境效益逐步提升。
引言
黨的“十八大”以來，中國大力推進生態文明建設，政府對環境保護、改善空氣質量提出更加嚴格的要求。我國在余熱資源的利用上還有大量的工作可做。為響應《江蘇省“十三五”節能減排綜合實施方案》精神，某生物質電廠提出將鍋爐尾部煙氣、連續排污擴容器等余熱進行回收，作為熱源集中加熱蓄水箱中自來水的改造工程。
工程未改造前，該區域企業工業熱水、城區洗浴場所民用熱水仍依靠傳統燃煤小鍋爐供應，燃煤小鍋爐熱效率低、能源浪費大、煤炭含硫量高，未經過處理，煙囪直排，對大氣污染嚴重。余熱回收改造工程實施后，依靠高效、排放達標的統一集中供熱水替代粗放式、高能耗的燃煤小鍋爐，積極響應政府號召，改善當地環境質量，發揮示范企業對大氣污染治理工作的帶動作用。
1項目背景
某生物質電廠采用1×20t/h循環流化床秸稈焚燒爐和2×55t/h高溫高壓循環流化床(CFB)生物質鍋爐，配套1×C25Mw高溫高壓抽凝式汽輪發電機組及外部供熱管網。熱水集中供應工藝對比如表1所示。表1對比了4種熱水集中工藝方式，其中，余熱回收工藝因效率高、出售費用低受到用戶青睞。
2改造方案
2.1鍋爐尾氣煙氣余熱回收
鍋爐燃燒產生的煙氣通過煙囪排向大氣，排煙溫度比進入鍋爐的空氣溫度高出很多，造成排煙熱損失。排煙溫度越高，鍋爐熱損失越大。余熱回收工藝通過將低溫省煤器布置在空氣預熱器與脫硫塔之間的煙道，可對鍋爐的尾部煙氣余熱進行利用。由于改造現場尾部煙道空間較小，最終采取在空氣預熱器與脫硫塔之間引出旁路，將低溫省煤器垂直布置在旁路煙道。低溫省煤器受熱面應考慮磨損及腐蝕等因素，換熱管表面容易清洗。換熱組件和密封件等易于拆卸。更換換熱管時，不會影響其他換熱管。
具體改造工程是在脫硫塔附近、鍋爐零米層設立除鹽水緩沖罐，從除鹽水母管引入除鹽水，再通過除鹽水泵輸送至鍋爐尾部煙道預熱，鍋爐實際煙氣量為80000m3/h，除鹽水溫度由常溫12℃加熱至99℃，加熱后的除鹽水分別經過1#、2#板式換熱器回流至除鹽水緩沖罐，如此循環。自來水通過自來水泵輸入至1#、2#板式換熱器加熱，溫度由11℃提升至85℃，加熱后的自來水直接接入熱水罐儲蓄。鍋爐尾部煙氣走向為兩路，旁路為含除鹽加熱的低溫省煤器，主爐為煙氣直接進脫硫塔部分。旁路低溫省煤器進出口分別裝設隔絕電動門，熱水系統使用操作時，運行人員通過DCS遠方調節進口電動門開度，操作時密切觀察爐膛負壓波動，等到爐內負壓穩定后，把隔絕電動門開度至全開。未改造前，鍋爐尾部煙溫為180℃，工程改造后，鍋爐尾部煙溫可降為140℃。
回收鍋爐排煙余熱，一方面制備出的熱水可以供給廠區周邊工業及居民使用；另一方面可以降低鍋爐的排煙溫度、粉塵比電阻、體積流量和煙氣流速，從而提高除塵效率，減少粉塵排放。低溫省煤器現場安裝圖如圖1所示。
2.2連續排污擴容器余熱回收
連續排污是鍋爐連續不斷地排出爐水中含鹽量最大部分，以維持鍋爐堿性，連排的熱量損失和工質損失較大，連續排污量相當于電廠其他汽水工質損失總和。凝汽式電廠的排污率一般控制在2％以內。未改造前，連排的水是流向定排擴容器排污降溫池；改造后，可以通過3#板式換熱器，把連排的熱量加熱自來水，連續排污擴容器出口的熱水壓力為0.5MPa，溫度為160℃，排量每天為30t左右。
2.3除氧器排氧門余熱回收
火電廠的除氧器是利用汽輪機的抽氣加熱給水至飽和溫度，除去鍋爐給水中的溶氧和不凝結氣體的裝置，不凝結的氣體通過除氧器排氧門排出。排氧門的開度過大，造成排汽損失大，這部分的熱損失可用于回收。未改造前，除氧器的排氧門接口為排向室外；改造后，在排氧門處裝設總閥門，分別接入2條管徑，一路為余熱熱源接入浸沒式汽水混合物加熱熱水，另一路排氧門出口排向室外。排氧門出口蒸汽溫度150℃，壓力0.45MPa左右，排量每天10t左右。余熱回收工藝流程圖如圖2所示。
3現場安裝
基礎面積相對大，利于增容、雜質沉淀。蒸汽管道按1.4MPa(表壓)，320℃設計。蒸汽管道工作壓力為0.6MPa(表壓)，蒸汽工作溫度不超過320℃。流量小于12t/h。管道類別GC2級。熱水主管道采用雙面埋弧螺旋鋼鋼管，材質為Q235一A。其余管道采用流體輸送用無縫鋼管。蒸汽管道敷設采用低支架、墻架等方式。蒸汽架空管道保溫材料采用硅酸鋁纖維管殼，外加防潮層油毛氈，玻璃布纖維，保護層采用0.5mm鋁皮。硅酸鋁纖維密度小于等于50kg/m3，導熱系數(25℃時)為0.035，最高使用溫度不小于500℃；硅酸鋁纖維管殼必須用包裝箱包裝，并采取防潮，防止松動措施。保溫層厚110min，疏放水管采用玻璃絲棉管殼，厚30mm，外加玻璃布纖維、水瀝青及0.5min鋁皮。
4技術難點
4.1水質要合格
熱水供洗浴場所使用，生產運行部化水值班員每日白班按照表2對熱水罐水質進行化驗，生產運行人員根據化水的通知，進行定期排污，熱水罐底部保持一定坡度，利于排放罐內沉淀物。
4.2熱源要穩定
余熱回收工程受生產調度的影響是客觀存在的。特別是負荷不足或停機檢修期間，就達不到商業運行要求。因此，發電機解列，汽輪機系統檢修期間，把鍋爐供熱主路減溫減壓站疏水接入備用熱源，依靠雙減對外網供熱的疏水余熱對熱水罐加熱。改造2臺鍋爐的尾部煙氣余熱回收就是考慮到1臺鍋爐檢修期間，另1臺運行鍋爐能提供熱水熱源。
4.3操作要安全
熱水換熱系統采用PLC智能控制系統，熱水計量系統采用自動計量刷卡系統，編制《熱水運行操作規程》供生產運行人員學習，對第三方熱水運輸車輛操作人員進行安全培訓，刷卡運水必須由生產運行人員全程監督，做好預防高溫措施。
5技術展望
未來企業的發展方向可由當前的熱電聯產模式，轉型升級為冷熱電聯產模式。結合項目所在地實際情況，該縣的龍蝦年產量約為35.1×103t，政府每年舉辦的中國龍蝦節，僅萬人龍蝦宴一天旅游食客品嘗消耗龍蝦為50t，該地區的龍蝦、螃蟹等海鮮水產品存儲制冷市場有著廣闊的空間。可通過回收余熱熱系統的熱源蒸汽(0.7MPa)，選擇制冷機組，通過管道連接至溴化鋰制冷機，產生冷源保證食物品質新鮮，積極與政府合作，做強龍蝦產業。建立該地區的盱眙龍蝦水產品冷庫轉運中心。
6結語
本項目實施后每年可節約標準燃煤3000t，減少CO2排放量8000t；減少SO2排放量25.5t，減少NOx排放量22.2t。減少鍋爐余熱排放，回收利用后每年產出熱水60000t以上，每年盈利60余萬，具有顯著的經濟效益。依靠農林廢棄物等生物質材料作為燃料，燃料的收集可帶動農民就業、農業增收、農作物秸稈綜合利用、解決秸稈隨意拋、燒等問題，具有顯著的社會效應。
余熱回收改造工程為當地大氣綜合治理及減排禁煤做出貢獻；有效改變了鍋爐熱效率低、排放污染嚴重、工作環境差等問題及影響，具有顯著的環境效益。 |
