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烟气冷却余热利用
排烟热损失是热能装置最主要的热损失,占10%左右。通常烟气温度每降低12℃,装置热效率就可以提高1%。对于大型锅炉和其它烟气量巨大的排烟装置,烟气余热利用具有很好的节能效益。典型的烟气余热利用主要有下来4种:
? ★低温省煤器
? ★除盐水预热器
? ★MGGH
? ★空气预热器/烟气回热器?
? ★废水浓缩喷蒸
1)低温省煤器
? ▲高尘段低温省煤器:
? ?高尘段布置的好处是可以减小除尘器的烟气体积和流速,降低粉尘的比电阻,减小除尘器能耗,提高除尘器的除尘效率;同时可以不增加引风机的电功率。因此高尘段布置低温省煤器节能效果更好。缺点是有磨损和积灰,需要防磨和频繁吹灰,以及除尘器做适当防腐和加热处理,改造费用较高。
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? ▲低尘段低温省煤器:
? ?低尘段低温省煤器灰尘浓度一般在100mg/Nm3以下,可以采用较高的烟气流速,节省省煤器投资,对除尘器没有影响,但会增大引风机的电功率。
? ?对于一般工业锅炉,或者其它工业装置,低温余热利用装置可采用夹套式热管低温省煤器。
2)除盐水预热器
除盐水预热器与低温省煤器相似,主要存在于需要大量补水的热电厂,进入换热器的温度更低,一般只有20-25℃,换热器表面温度处于水露点之下,腐蚀和积灰比低温省煤器更严重。因此,除盐水预热器的选材更加讲究。最理想的材料是氟塑料管,不仅耐腐蚀,还不粘灰,但适合布置在除尘器后面。
? ?除盐水预热器也可以采用夹套式热管换热器,外管采用ND钢的翅片管,内管采用SS304不锈钢。换热管顺列布置,可以提高进水管的表面温度,避免酸露点腐蚀。适用于排烟温度较高而酸露点温度较低的热电厂。
除盐水预热器的效益对热电厂也是非常显著的。以150t/h的供热锅炉为例,将烟气温度降低到100℃,不仅可以降低除氧器的蒸汽消耗,还降低了烟气脱硫的水耗,实现节能节水。
3)MGGH
MGGH即水媒式气气换热器,它包括前面的烟气冷却器和后面的烟气加热器及循环水系统。烟气冷却器与低温省煤器和除盐水预热器是一样的,水温较高,一般在70-100℃,还会设置蒸汽加热器余热低温循环水,以适应低负荷状态。因此低温省煤器可使用多种材质的换热器,如碳钢、ND钢、氟塑料管等。加热段必须用双相不锈钢及ND钢或氟塑料管。
4)空气预热器/烟气回热器
空气预热或烟气回热是烟气余热利用的常用方式,主要是考虑腐蚀和积灰。所用材料多种多样,有碳钢、ND钢、不锈钢等等。空气预热器的形式有列管式、热管式、板式等。
? ?管式空预器可做成各种特殊形式,比如尿素法SCR脱硝用到的稀释风加热装置,就可以用烟道式稀释风烟气加热器来替代电加热或者高压蒸汽加热,实现节能。
▲热管式空预器/回热器
热管空预器/回热器非常方便烟道的布置,烟气空气阻力比较小,而且冷热气体完全隔离,可防止窜气,安全性高。由于热管管壁温度较高,可以用普通材料替代不锈钢等昂贵的材料,降低成本。
烟气余热的热管绝大部分是钢水重力热管,由于钢与水在热态下的不相容性,热管内会产生氢气,导致冷凝传热恶化,热管失效。因此,钢水热管必须要进行发蓝处理,表面形成四氧化三铁膜,并且在工质里添加重铬酸钾等缓蚀剂。这样可以大幅度延长热管使用寿命。
▲板式空预器/回热器
板式气气换热器是一种高效紧凑型换热器,在新风回热系统、烟气回热系统应用广泛。板式气气换热器的通道间距从5mm到20mm不等,板厚从0.3mm到1.5mm不等。薄板进过压制成型,交错叠压或者焊接在一起。板材可用镀锌板、304板、321板等。板式气气换热器一般做成模块式结构,针对不同风量任意组合,因此风量可以很大。
杭州迪卡公司的气气板式换热器板片为人字形波纹板交错叠放,全焊接结构,传热系数可超过30W/m2*℃,换热效率可高达95%、体积小,可以替代管式换热器。
板式气气换热器的优点:
★超强传热,结构紧凑,尺寸不到管式换热器的一半,成本低。
★可适应有粉尘和纤维的气流换热,磨损小,不堵塞。
★模块化组合,适应各种风量。
★模块可拆卸,维修方便。
? ?板式气气换热器可用于600℃以上的空预器和烟气回热器,主要用于焚烧炉、裂解炉、热解炉、工业炉的余热回收配套,提高能源效率。高温换热器的材质和热膨胀及变形是主要需要考虑的问题。通常选用耐热不锈钢,如310S、309S、321等。
5)废水浓缩喷蒸
利用脱硫前热烟气浓缩脱硫废水,再到空预器旁路烟道进行喷蒸,可以实现废水的零排放。本技术的关键在于脱硫废水的蒸发浓缩装置的防腐防垢,因此材料尤其关键,钛管蒸发器是比较好的选择。根据脱硫废水高盐高钙高含固量的特点,应该在浓缩前进行澄清处理,然后在进入蒸发浓缩装置。余热蒸发浓缩适用于烟气温度高于130℃的场合。
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