華源泰盟：燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術(shù)

文 本刊記者/陳向國(guó)

燃煤鍋爐在運(yùn)行時(shí)會(huì)排放大量的高溫?zé)煔猓瑹煔饨?jīng)過(guò)除塵、脫硫、濕電除塵后排入大氣，脫硫后排煙溫度約為55℃，煙氣蘊(yùn)含大量的潛熱，直接排放不僅帶來(lái)了能源的浪費(fèi)，而且由于濕度較高，會(huì)形成煙囪冒“白煙”現(xiàn)象。“燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術(shù)就是為解決這個(gè)問(wèn)題孕育而生的。”楊巍巍告訴記者。

研發(fā)

記者：燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術(shù)在研發(fā)過(guò)程中遇到哪些問(wèn)題？如何解決的？講述一兩個(gè)令人印象深刻的事件或瞬間。

楊巍巍：主要問(wèn)題有兩個(gè)。首先是煙氣熱量的計(jì)算，因?yàn)槿济旱奶攸c(diǎn)，沒(méi)有準(zhǔn)確的燃煤成分和煙氣成分，因此在項(xiàng)目研發(fā)階段無(wú)法確認(rèn)煙氣余熱量計(jì)算的準(zhǔn)確性；其次是由于燃煤煙氣的成分復(fù)雜，對(duì)噴淋式換熱器的結(jié)構(gòu)、流程、防腐等問(wèn)題提出了新的要求。我們解決這兩個(gè)問(wèn)題的方式，重點(diǎn)是加強(qiáng)理論研究和模擬計(jì)算。通過(guò)更廣泛地查閱文獻(xiàn)、理論研究和模擬計(jì)算，充分考慮可能遇到的各種問(wèn)題，形成了一套完整的煙氣熱量計(jì)算方法和噴淋式換熱器的設(shè)計(jì)方法，并在實(shí)際項(xiàng)目中應(yīng)用，驗(yàn)證這些方法都是準(zhǔn)確可行的。由于燃煤項(xiàng)目都是大項(xiàng)目，無(wú)法做小試或中試等試驗(yàn)研究，所以只能以這種方式保證準(zhǔn)確性。

印象比較深刻的瞬間是，在第一個(gè)項(xiàng)目完成后，為了得到更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，帶著各種測(cè)試設(shè)備對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試，其中就包括在40多米的煙道出口測(cè)量煙氣參數(shù)，并多次調(diào)整。在40多米的平臺(tái)上測(cè)試了七八天，每天上下十幾次。最終通過(guò)理論與實(shí)際結(jié)合，完善了設(shè)計(jì)計(jì)算模型。

記者：燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？

楊巍巍：主要兩點(diǎn)。一是專用吸收式熱泵。目前，吸收式熱泵余熱回收技術(shù)以其高效節(jié)能和具有顯著經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn)，尤為引人注目。吸收式熱泵以溴化鋰溶液作為工質(zhì)，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，不破壞大氣臭氧層，而且具有高效節(jié)能的特點(diǎn)。溴化鋰吸收式熱泵可以回收利用各種低品位的余熱或廢熱，達(dá)到節(jié)能減排的目的。吸收式熱泵以高溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)，把低溫?zé)嵩吹臒崃總鬟f給到需要的中溫?zé)嵩矗瑥亩岣呦到y(tǒng)能源的利用效率。二是采用直接接觸式噴淋換熱器。天然氣鍋爐排煙溫度在60℃以上，煙氣蘊(yùn)含大量的潛熱。為克服常規(guī)間壁式換熱器因煙氣冷凝水帶來(lái)的嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題及換熱端差大、余熱回收不完全的問(wèn)題，公司通過(guò)理論分析、軟件模擬及實(shí)驗(yàn)的研發(fā)歷程，對(duì)直接接觸式換熱器進(jìn)行了開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，用以替代間壁式換熱器，較常規(guī)間壁式換熱器，直接接觸式換熱器具備的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)較為顯著。

記者：今年對(duì)燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術(shù)研發(fā)采取了哪些措施？

楊巍巍：今年的研發(fā)主要做了兩方面的改進(jìn)。一是制定了燃煤煙氣余熱回收技術(shù)的企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)、加工、安裝等進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定，并設(shè)計(jì)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的噴淋塔，為以后高標(biāo)準(zhǔn)完成類似項(xiàng)目創(chuàng)造了條件。二是對(duì)吸收式熱泵做了集成化、大型化的發(fā)展，將用在電廠、熱源廠的吸收式熱泵從民用設(shè)備形態(tài)改為了工業(yè)設(shè)備形態(tài)。

記者：燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和消白技術(shù)及應(yīng)用有哪些榮譽(yù)、權(quán)威認(rèn)可？

楊巍巍：該技術(shù)獲得數(shù)項(xiàng)專利，入選中國(guó)制冷學(xué)會(huì)節(jié)能環(huán)保技術(shù)目錄，榮獲首屆中國(guó)節(jié)能環(huán)保創(chuàng)新應(yīng)用大賽金獎(jiǎng)、中國(guó)節(jié)能協(xié)會(huì)節(jié)能減排科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)節(jié)能環(huán)保專利獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)，獲得“首都藍(lán)天行動(dòng)科技示范工程”榮譽(yù)，是2017年度首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備示范項(xiàng)目。

推廣

記者：企業(yè)在技術(shù)推廣、市場(chǎng)推廣過(guò)程中遇到哪些亟待解決的問(wèn)題？

楊巍巍：首先是技術(shù)模仿廠家比較多，但是技術(shù)水平比較差，導(dǎo)致一些項(xiàng)目失敗，引起市場(chǎng)對(duì)技術(shù)的質(zhì)疑。比如噴淋式換熱器，從運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性、阻力、造價(jià)等多方面考慮，選擇空塔噴淋結(jié)構(gòu)，但是需要較強(qiáng)的設(shè)計(jì)計(jì)算能力。部分廠家模仿失敗后（達(dá)不到設(shè)計(jì)效果），聲稱空塔噴淋結(jié)構(gòu)不行，改為造價(jià)更高、填料容易出問(wèn)題、阻力更大的填料塔，雖然技術(shù)上更簡(jiǎn)單，但造成了整體技術(shù)造價(jià)高、容易出問(wèn)題等印象，影響了該技術(shù)的推廣。其次是知名度的問(wèn)題，用戶有需求，但是宣傳力度不夠，導(dǎo)致技術(shù)推廣較慢。舉例來(lái)說(shuō)，北京華源泰盟主要業(yè)務(wù)在供熱系統(tǒng)，因此在北方的銷售網(wǎng)絡(luò)和市場(chǎng)推廣較多，南方基本空白。但是類似本項(xiàng)目示范工程天保煙氣余熱回收所利用的技術(shù)，也可以用于南方供蒸汽電廠，甚至因?yàn)槟戏浇?jīng)濟(jì)活力更大，市場(chǎng)更廣泛。由于企業(yè)對(duì)南方市場(chǎng)布局很少，基本上屬于一片空白，所以南方用戶對(duì)該技術(shù)的了解也很少，無(wú)法做到有效推廣。

記者：國(guó)家節(jié)能環(huán)保中心本次舉辦的重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用典型案例（2019）首場(chǎng)發(fā)布推介服務(wù)活動(dòng)對(duì)解決問(wèn)題有幫助嗎？還有何期待？

楊巍巍：本次推介服務(wù)活動(dòng)對(duì)北京華源泰盟的幫助很大。一方面，推廣了成功應(yīng)用案例，打消了用戶對(duì)技術(shù)的疑問(wèn)；另一方面，該活動(dòng)覆蓋全國(guó)，也獲得了本項(xiàng)目的商標(biāo)、宣傳冊(cè)等，為我們?nèi)珖?guó)推廣創(chuàng)造了條件。對(duì)上面的兩個(gè)問(wèn)題的解決都有很大的促進(jìn)。期待該活動(dòng)在全國(guó)的影響力越來(lái)越大，促使我們的技術(shù)推廣更容易。另外，北京華源泰盟在持續(xù)研發(fā)適用市場(chǎng)的新技術(shù)，希望能持續(xù)參加、入選新的節(jié)能環(huán)保典型案例。

記者：回憶一下，2015年為什么選擇在濟(jì)南熱電北郊熱電廠進(jìn)行示范工程建設(shè)？

楊巍巍：2012年公司完成了燃?xì)鉄煔庥酂峄厥占夹g(shù)，隨后計(jì)劃想將這一技術(shù)向燃煤方向推廣。同時(shí)，2014年濟(jì)南熱電集團(tuán)負(fù)責(zé)人考慮到北郊熱電廠的供熱能力不足，增加供熱能力只能回收煙氣余熱，因此提出這個(gè)需求，并提出初步解決思路。這個(gè)思路也和北京華源泰盟的技術(shù)路線類似，雙方一拍即合，并結(jié)合雙方的技術(shù)特點(diǎn)對(duì)整個(gè)技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，于是在2015年進(jìn)行了示范工程建設(shè)。

案例與成效

記者：嫩江盛燁熱電廠燃煤煙氣余熱深度回收和消白改造系統(tǒng)是該技術(shù)成功應(yīng)用案例之一，請(qǐng)先介紹一下基本情況。

楊巍巍：嫩江盛燁熱電廠是黑河市嫩江縣唯一的供熱熱源，承擔(dān)全縣冬季7個(gè)月供暖任務(wù)，現(xiàn)有3×75t/h+2×130t/hCFB鍋爐及1臺(tái)116MW熱水鍋爐，其中2×130t/h+1×116MW鍋爐共用一座煙囪，于2018年新建配套石灰石濕法脫硫及煙氣余熱回收系統(tǒng)，余熱系統(tǒng)投資約3250萬(wàn)元，8月開(kāi)工，工期4個(gè)月。脫硫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超低排放標(biāo)準(zhǔn)，余熱回收系統(tǒng)將脫硫后55℃濕飽和煙氣通過(guò)噴淋塔降溫至25℃經(jīng)煙囪排放，熱泵回收煙氣余熱26MW用于加熱熱網(wǎng)水，將50℃熱網(wǎng)回水加熱至66℃，可新增供熱面積52萬(wàn)m2，同時(shí)煙氣含濕量由16%降至3%，減少水汽排放81%，回收煙氣凝水34t/h，經(jīng)過(guò)加藥水處理裝置后作為熱網(wǎng)補(bǔ)水全部利用，系統(tǒng)引入煙阻＜350Pa。

記者：該項(xiàng)目投資回報(bào)及節(jié)能減排效果如何？

楊巍巍：本系統(tǒng)于2×130t/h燃煤蒸汽鍋爐+116MW燃煤熱水鍋爐煙氣脫硫裝置后配置一套余熱回收系統(tǒng)，系統(tǒng)核心設(shè)備包含1臺(tái)噴淋塔（φ10.4m×24.0m），2臺(tái)熱泵機(jī)組（11.0m×4.0m×9.0m）。煙氣余熱回收系統(tǒng)年回收39.4萬(wàn)GJ余熱，折合節(jié)約標(biāo)煤1.34萬(wàn)t，項(xiàng)目總投資4100萬(wàn)元，凈收益1792萬(wàn)元，靜態(tài)投資回收期2.3年。2×130t/h鍋爐在95%以上負(fù)荷時(shí)，回收煙氣余熱量可達(dá)到27MW，排煙溫度27.5℃；在鍋爐低負(fù)荷時(shí)，可將排煙溫度降至21℃，實(shí)現(xiàn)最大能力回收煙氣余熱；噴淋塔進(jìn)行回收煙氣余熱的同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，可吸收煙氣中的污染物（SO2、NOX、粉塵）實(shí)現(xiàn)減排，整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、消白減排的多重效果。