火力發(fā)電廠煙氣余熱利用的措施研究

(華電國際奉節(jié)發(fā)電廠 重慶 404600)

引言

火力發(fā)電廠的運作必然離不開燃燒，而燃燒同樣也必然會存在煙氣，而在往常火力發(fā)電廠對于煙氣余熱并不會加以利用。但基于現(xiàn)代科技的研究發(fā)現(xiàn)，煙氣余熱對于火力發(fā)電廠而言，具有很大的利用價值，能夠有效的降低其能源消耗，實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益。此外，煙氣余熱的回收利用，還能降低對自然環(huán)境的污染，說明其中還包含很強的環(huán)保意義。

一、火力發(fā)電廠煙氣余熱利用概述

火力發(fā)電的原理在于燃燒的熱能利用，而在燃燒時必然會出現(xiàn)煙氣，基于煙氣來源的高溫，煙氣的在散發(fā)過程當(dāng)中也會帶有相當(dāng)規(guī)模的熱能，進而造成了能源的損耗[1]。而在現(xiàn)代科技的發(fā)展下，火力發(fā)電廠逐漸重視對煙氣熱能的利用，進而研究出許多相關(guān)的技術(shù)，目的都在于將煙氣中的熱能利用與火力發(fā)電當(dāng)中。利用煙氣的熱能作用于發(fā)電，在現(xiàn)代被成為余熱發(fā)電或低溫發(fā)電，其主要包括生產(chǎn)煙氣、回收煙氣、傳輸煙氣等幾個重要步驟，使火力發(fā)電能夠在低溫的條件下，同樣產(chǎn)生相應(yīng)的電能。

二、火力發(fā)電廠煙氣余熱利用現(xiàn)狀

(一)排煙技術(shù)的改良。在傳統(tǒng)火力發(fā)電中，排煙設(shè)備是必然存在的設(shè)備之一，傳統(tǒng)的排煙設(shè)備目的就在于把煙氣排出[2]。但基于煙氣回收的角度上，這樣的傳統(tǒng)排煙設(shè)備，并不能起到降低余熱的效果。基于傳統(tǒng)設(shè)備的不足，有部分火電廠為了實現(xiàn)余熱利用，參考了國外先進的排煙技術(shù)，開始采用自然風(fēng)冷卻排煙法，能夠有效的實現(xiàn)降低余熱的目的。

(二)余熱利用方式。我國的火力發(fā)電廠的運行，多數(shù)都是利用鍋爐燃燒煤的方式發(fā)電，也有小部分是采用天然氣等其他材料實現(xiàn)發(fā)電，而根據(jù)發(fā)電方式的不同，其產(chǎn)生的煙氣余熱也不同，所以在回收利用的方式上存在一些差異。例如鍋爐燃燒煙煤發(fā)電的方式，其運作時的溫度較高，短時間內(nèi)溫度可達123℃，在此前提下多數(shù)火電廠采用了預(yù)熱助燃空氣、預(yù)熱并干燥燃料等余熱利用方式。

(三)余熱利用研究重點。基于我國當(dāng)前余熱利用的現(xiàn)狀分析，余熱利用的情況相對良好，但余熱煙氣的附加屬性例如腐蝕性、污染性，會對增設(shè)的余熱利用設(shè)備造成侵蝕，減短設(shè)備的使用壽命。因此如何減低或抵抗煙氣的腐蝕性、污染性，就是當(dāng)前余熱利用的研究重點。目前我國對于此點的研究相對較淺，多數(shù)火電廠只通過抗腐蝕材質(zhì)的設(shè)備，來盡量延緩設(shè)備被煙氣侵蝕的速度，屬于治標(biāo)不治本的措施。

(四)余熱利用增設(shè)設(shè)備。當(dāng)前多數(shù)采用了余熱利用的火電廠，為了避免煙氣回收溫度過低的現(xiàn)象，會增設(shè)煙氣回?zé)峒訜崞鬟M行改善。此項設(shè)備的功能，就在于加熱需要使用的回收煙氣溫度，同時降低回收時煙氣的問題，進而實現(xiàn)降低煙氣熱能消散、保護回收煙氣設(shè)備運行的重要功能。此外，此項設(shè)備可以增設(shè)多個，其功能互相不會沖突反而會疊加，主要根據(jù)火電廠自身經(jīng)濟水平與排煙規(guī)模而定。

三、使用煙氣余熱利用的基本條件

(一)設(shè)備的清潔維護。現(xiàn)代的火力發(fā)電廠多數(shù)使用燃煤的方式發(fā)電，而這樣的方式會使得煙氣當(dāng)中產(chǎn)生灰塵，隨著時間的推移，灰塵會逐漸覆蓋在設(shè)備上，如長時間不清理，容易造成設(shè)備的老化、功能性受阻的現(xiàn)象，因此對于設(shè)備進行清潔維護工作，是必然需要的一項工作[3]。為保持設(shè)備的干凈，需要通過人工拆洗的方式來深度的清理設(shè)備，如此此項工作的要點在于，對人工清潔意識的強調(diào)。

(二)防腐蝕工作。基于上述文中提到的煙氣腐蝕問題，多數(shù)火電廠采用了防腐蝕材質(zhì)設(shè)備，來減低設(shè)備被腐蝕的速度。但有小部分的火力發(fā)電廠，已經(jīng)開始采用熱水循環(huán)降低燒煤器溫度的方式，來實現(xiàn)防腐蝕的工作目標(biāo)。但參考國外案例發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代較為先進的防腐技術(shù)是低溫省煤器的安裝。將低溫省煤器安裝于煙氣進出口的位置，能夠有效的降低煙氣的溫度，或者將低溫省煤器安裝于燒煤設(shè)備之上，可以對燃燒時的煙氣溫度進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)防腐的目標(biāo)。

此外，我國大多數(shù)的火力發(fā)電廠，在采用煙氣余熱利用時，普遍應(yīng)用了降低排煙溫度的措施。降低排煙溫度的原理在于將鍋爐改造，從而在有限的空間之內(nèi)增設(shè)省煤器、空氣預(yù)熱器的受熱面積，以此實現(xiàn)鍋爐吸收熱量的能力，達到降溫的效果。但這種方式同樣會出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，例如受熱部位容易出現(xiàn)灰塵堆積等等。至此需要對此技術(shù)進行防腐改良，此點可以通過降低火焰中心溫度、減小漏風(fēng)量、增大煤粉的細度、燃燒時間的控制等方面實現(xiàn)，從而降低污垢侵蝕的速度。但在經(jīng)濟的角度上，這樣的改造為了確保效果，需要大面積的對整體進行改良，會帶來巨大的經(jīng)濟成本，而如果小幅度的改良，其產(chǎn)生的效果必然折損，對縮短維護成本有一定的影響，所以在采取此方式是，需要考慮這個經(jīng)濟矛盾上的問題，結(jié)合自身情況進行改造。

四、當(dāng)前煙氣余熱利用的不足

(一)設(shè)備維護的不足。煙氣余熱利用的運行本身就需要多種專業(yè)性設(shè)備，通過多種設(shè)備的整體運行，才能實現(xiàn)燃燒發(fā)電、排煙等功能，而一旦某項設(shè)備出現(xiàn)了故障、異常，那么必然會帶來整體運行的阻礙。因此從理論上來說，需要對設(shè)備進行仔細、認真的維護工作，但基于實際的現(xiàn)況中，多數(shù)火力發(fā)電廠的設(shè)備維護工作并不良好，主要原因在于工作人員對設(shè)備維護的重要性不理解。現(xiàn)代火力發(fā)電廠的員工多數(shù)都屬于專業(yè)性工作人員，十分注重專業(yè)性的工作，進而對維護工作產(chǎn)生了輕視。

(二)技術(shù)實施較為落后。當(dāng)前我國火力發(fā)電廠，在實施余熱回收利用的技術(shù)時，整體上來看存在部分落后的現(xiàn)象，主要還依賴于設(shè)備的增加來實現(xiàn)余熱利用，而成熟的余熱利用技術(shù)，應(yīng)當(dāng)是在發(fā)電流程本身上實現(xiàn)的一種目標(biāo)。依賴與設(shè)備增設(shè)的方式，會造成整體成本的提高，例如人工維護成本、設(shè)備檢修成本、設(shè)備采購成本等等，出于長久使用的角度上，這樣的方式的適用性較弱。

五、當(dāng)前煙氣余熱利用的不足改善策略

(一)通過管理加強設(shè)備的維護。設(shè)備維護的工作對于余熱回收利用而言，是一項十分重要的工作，但現(xiàn)代的火力發(fā)電廠員工，有許多都不重視對設(shè)備的維護，對煙氣余熱利用、火力發(fā)電整體運作都造成了不良的影響。而此點可以通過相應(yīng)的管理制度來改善，管理制度中需要包含賞罰機制、工作內(nèi)容。工作標(biāo)準等等，如此將設(shè)備維護的工作與管理制度全面關(guān)聯(lián)，可以增強員工對設(shè)備維護的重視度，有效的加強設(shè)備維護工作的質(zhì)量。

(二)技術(shù)實施先進化。首先技術(shù)先進化涉及兩個方面，分別是技術(shù)的研究、技術(shù)的引進，如此技術(shù)研究方面，首先需要了解當(dāng)前火力發(fā)電廠中，煙氣余熱利用方面的不足，進而針對性的展開研究，從而逐漸使得設(shè)備品質(zhì)提高，而對于設(shè)備引進方面，也需要結(jié)合自身的落后情況，去參考先進的案例，最終根據(jù)自身的經(jīng)濟條件實現(xiàn)技術(shù)先進化的目的。

六、結(jié)語

現(xiàn)代的火力發(fā)電廠，為了改善傳統(tǒng)的能耗過大問題，開始注重?zé)煔庥酂崂玫募夹g(shù)實施。通過此項技術(shù)，能有效的降低火力發(fā)電廠能源的損耗。而此項技術(shù)的運行還需要在一定的基礎(chǔ)條件下才能實施。通過現(xiàn)狀的分析，當(dāng)前煙氣余熱利用技術(shù)的實施當(dāng)中，存在著許多不足，需要通過針對性的改善策略進行完善。

【參考文獻】

[1]廖定榮.煙氣余熱利用在火力發(fā)電廠的應(yīng)用價值[J]科技展望.2016(36):114

[2]王立恒,李濤.超超臨界火力發(fā)電廠煙氣余熱利用系統(tǒng)研究[J]城市建設(shè)理論研究:電子版.2016,6 (8)

[3]羅寧,何青.1000 MW超超臨界機組煙氣余熱集成利用技術(shù)研究[J]電力科學(xué)與工程.2017.33 (6):42-47