鍋爐冷渣機熱量回收利用的研究與應用

劉國強 李云

【摘? 要】論文對循環流化床鍋爐高溫爐渣的顯熱進行了研究，提出了回收方案，進行了性能測試和效益核算，并得出了相關結論。

【Abstract】The sensible heat of high temperature slag of circulating fluidized bed boiler is studied in this paper， the recovery scheme is put forward， the performance test and benefit accounting are carried out， and the relevant conclusion is drawn.

【關鍵詞】鍋爐;爐渣;顯熱;回收

【Keywords】 boiler; slag; sensible heat; recycling

【中圖分類號】TK223? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）08-0183-02

1 引言

陜西北元集團錦源化工有限公司2×25MW凝汽式汽輪發電機組配套兩臺型號為TG-130/3.82-M10的中溫中壓循環流化床鍋爐，單臺鍋爐設計兩臺型號為SYS-07的冷渣機。鍋爐燃燒后的高溫爐渣（850℃左右）進入冷渣機通過除鹽水進行冷卻，由除鹽水將高溫爐渣的顯熱帶走，再利用換熱器由循環冷卻水將除鹽水的熱量帶走，最終由循環水將該部分熱量帶入循環水冷卻塔，排入大氣，爐渣的顯熱沒有得到回收利用。一方面影響了鍋爐的熱效率，另一方面增加了循環水的負荷和蒸發量，造成水資源的浪費和環境的熱污染，而且采用閉式的除鹽水進行循環換熱，換熱器會隨著運行時間的增加冷卻效果逐漸降低，造成冷渣機排出的爐渣溫度升高，導致鍋爐鏈斗機受熱變形，間接造成設備故障，增加檢修頻次和維護的費用。所以，鍋爐高溫爐渣顯熱的回收利用對節能減排、提高發電機組整體的熱效率十分重要。

2 改造方案

利用除鹽水回收鍋爐高溫爐渣的顯熱，除鹽水在鍋爐冷渣機內吸熱升溫后，直接送至鍋爐的補水系統。升溫后的除鹽水供至鍋爐補水系統后，可減少加熱該部分除鹽水的汽輪機抽汽量，提高鍋爐的效率，降低煤耗，并且可增加發電量，提高了發電機組的整體熱效率。鍋爐冷渣機冷卻系統改造前、后如下圖1、圖2所示。

3 性能測試數據匯總

優化改造完成后，對系統進行了徹底清洗置換，水質檢測合格，達到鍋爐給水指標的要求后，投入優化改造的新系統運行。為了進行鍋爐爐渣熱量回收的性能測試，對2020年7月10日至2020年8月9日期間鍋爐冷渣機回收的除鹽水各項指標進行了監測和統計，詳細數據見下表1。

該統計期內受鍋爐燃料的配比影響，日產生的爐渣量變化較大，鍋爐冷渣機的運行時間不同，所以日回收的除鹽水量也不同。從表1可以看出，2020年7月17日除鹽水回收最少，共12.2噸，2020年7月11日除鹽水回收量最多，共95.88噸，統計期內除鹽水平均進水溫度為22℃，平均回水溫度為39℃，除鹽水通過鍋爐冷渣機后溫升為17℃，共回收1512.4噸鍋爐冷渣機升溫后的除鹽水，即減少了約1512.4噸除氧器的除鹽水補水。

4 經濟效益核算

第一，根據統計的數據核算統計期內的效益，通過公式（1）進行核算[1]。

Q=mc（t2-t1）? ? ? ? ? ?（1）

式中：

Q——熱量，單位為kJ;

m——質量，單位為kg;

c——水的比熱，查表得c為4.2kJ/kg·K;

t1——除鹽水的進水溫度，單位為℃;

t2——除鹽水的回水溫度，單位為℃;

由式（1）得：

Q=1512.4*103*4.2*（39-22）kJ

=107.99*106kJ

即，統計期內共回收107.99*106kJ的熱量。

第二，新系統投運后，供冷渣機除鹽水冷卻的換熱器退出運行，合計減少約20t/h的循環水量，降低了循環泵的電耗，同時循環水的蒸發損失也得到了減少。

5 改造后的優點

①改造后能夠有效回收鍋爐爐渣的高溫顯熱，提高補水系統的溫度，減少了汽輪機抽汽量，增加了發電量。

②改造后能夠有效提高冷渣機運轉率，避免了鍋爐高負荷運行時排渣量過大，換熱器換熱能力不足等，導致冷渣機回水溫度過高的問題，致使冷渣機無法正常運行，逼迫鍋爐降負荷運行或調整燃料配比。

③改造后避免了除鹽水的外排浪費損失，降低了因冷渣機排出高溫爐渣而導致鍋爐鏈斗機受熱變形的問題。前期，因摻燒矸石煤比例大且長時間高負荷運行，冷渣機的運行率相對較高，冷渣水箱內除鹽水循環換熱，除鹽水的溫度會隨著冷渣機運行時間的增加而逐漸升高，進而需要進行大量換水。

6 結論

綜合上述數據核算和整體經濟性分析，本次優化改造有較好的經濟效益，提高了冷渣機的運轉率，降低了鏈斗機維修頻次及維護費用。同時，熱量回收后，提高了發電量，減少了燃料的消耗，間接地減少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉塵等污染物的排放總量，達到節能減排的目的[2]。

【參考文獻】

【1】李文超.電廠鍋爐冷渣機余熱利用[J].城市建設理論研究（電子版），2018（23）：1.

【2】于慧鵬，劉寶玉，萬逵芳，等.電廠鍋爐高溫爐渣余熱回收利用技術[J].遼寧石油化工大學學報，2013，33（01）：43-47.