首頁> 資料下載 > >文章詳情

產業報告2020丨案例篇:二、優選清潔供熱案例介紹(1)

發布者:CHIC | 日期:2021-08-25 | 來源:CHIC | 閱讀:140

第五篇 案例篇

二、優選清潔供熱案例介紹

1. 華源泰盟公司嫩江盛燁熱電廠鍋爐煙氣余熱深度回收和綜合改造

關鍵詞:吸收式熱泵  直接接觸式噴淋換熱器  煙氣余熱利用  減排

(1)項目概述。

嫩江盛燁熱電廠是黑河市嫩江縣唯一的供熱熱源,承擔全縣冬季7個月供暖任務,現有3臺75t/h、2臺130t/h CFB鍋爐及1臺116MW熱水鍋爐,其中3臺75t/h鍋爐共用一個煙囪,2臺130t/h和116MW鍋爐共用一座煙囪。鍋爐脫硫后煙氣溫度約為55℃,脫硫達到國家超低排放標準,熱網回水溫度為50℃,煙氣含濕量約16%。煙氣中蘊涵大量的潛熱,占燃料低位熱值的7%左右,直接排放不僅帶來了能源浪費,而且由于濕度較高,會形成煙囪冒“白煙”現象。嫩江隸屬于黑龍江省黑河市,冬季最低氣溫在零下40℃以下,屬于極寒地帶,在這樣寒冷的冬季集中供熱時回收煙氣余熱、煙囪“消白”難度極大。北京華源泰盟節能設備有限公司實施的嫩江案例,在北方極寒氣候環境下實現燃煤鍋爐煙氣余熱深度回收和“消白”具有重大示范意義。

(2)技術要點。

在原煙氣系統脫硫塔后增設煙氣余熱回收系統,安裝2臺HRU13-NJ蒸汽型余熱回收機組、1臺直接接觸式煙氣換熱器-噴淋塔設備及附屬設備、管路。脫硫系統實現超低排放標準,余熱回收系統將脫硫后55℃濕飽和煙氣通過噴淋塔降溫至25℃經煙囪排放,熱泵回收煙氣余熱26MW用于加熱熱網水,將50℃熱網回水加熱至66℃,可新增供熱面積52萬平方米,同時煙氣含濕量由15%降至3%,減少水汽排放80%,回收煙氣凝水34t/h,經過加藥水處理裝置后作為熱網補水全部利用,系統引入煙阻小于350Pa。

針對燃煤鍋爐煙氣余熱回收,提出了吸收式熱泵+直接接觸式換熱器相結合的新流程,不僅徹底解決了煙氣換熱過程中的腐蝕問題,同時可以深度回收煙氣余熱,將排煙溫度降至25℃以下,提高鍋爐供熱效率。噴淋換熱的煙氣與冷卻水之間的換熱端差可達2℃以內,比傳統的換熱溫差(5℃)降低60%,大幅度減少換熱面積,降低換熱成本。換熱的同時可降低煙氣污染排放,NOx排放降低8%以上,實現了余熱回收與減排一體化。

圖5-1 煙氣余熱回收系統流程圖

此外,此項目開發了適應于燃煤鍋爐煙氣余熱回收的專用蒸汽型吸收式熱泵機組。根據余熱回收系統載熱介質大溫差變化的換熱特點,提出了多級蒸發和多級吸收的結構形式,使熱源水在多級蒸發器中逐步降溫,熱水在多級吸收器中逐步升溫,吸收壓力得以提高,在冷卻條件相同的情況下可降低稀溶液濃度從而獲得更高的熱水出口溫度,或者改善內部傳熱從而降低設備成本。

該項目利用了煙氣直接接觸式噴淋換熱器的設計理論與方法。噴淋換熱器是本技術所提出的核心設備之一,與蒸發冷卻不同,用于煙氣的噴淋換熱器內所進行的過程并不是水滴霧化蒸發,而是水蒸氣冷凝,因此常規噴水室的設計理論并不適用。項目組從單個水滴的運動以及換熱特性分析出發,對噴淋換熱器內部的熱質傳遞特性、阻力特性進行了系統研究,并形成理論模型,針對理論模型,進行了噴淋換熱器換熱性能實驗,在驗證了理論模型準確性的基礎上,對噴淋換熱器換熱效率的影響因素一一進行分析,并由此提出噴淋換熱器的設計方法,形成線算圖,建立了本技術工藝流程中關鍵部件的設計理論。

(3)資源環境和經濟社會效益。

煙氣余熱回收系統改造后年回收39.4萬GJ余熱,可新增供熱面積52萬平方米,同時煙氣含濕量由15%降至3%,減少水汽排放81%,回收煙氣凝水34t/h。2臺130t/h鍋爐在95%以上負荷時,回收煙氣余熱量可達到27MW,排煙溫度27.5℃;在鍋爐低負荷時,可將排煙溫度降至21℃,實現最大能力回收煙氣余熱。

經濟效益:余熱系統投資約4100萬元,年凈收益1792萬元,靜態投資回收期2.3年。

社會效益:系統改造后能夠將濕法脫硫后的煙氣溫度由50℃降至20℃,提高鍋爐整體熱效率7%?;厥蘸蟮睦淠勺鳛槊摿蛩a水使用,減少濕法脫硫的失水量;通過對排煙進行再次洗滌處理,減少約55%以上的SO2、8%以上的NOx排放,并顯著降低排煙粉塵含量;煙氣冷凝后,煙氣中水蒸氣含量大大降低,從而削減了煙囪“冒白煙”現象,最終收到節能、節水、減排、消白的多重效果,實現了經濟效益及環保效益的有機統一。

 

圖5-2項目施工現場

圖5-3 消白效果對比

目前全國冬季燃煤供暖面積超過100億平方米,承擔這些面積供暖的熱,包括燃煤電廠和燃煤鍋爐房,年耗煤約2.2億噸,可回收煙氣余熱量43000MW,回收煙氣余熱可新增供暖面積8億平方米。全面推廣應用本技術后,可以每年減少供暖煤耗1800萬噸,減排CO2約5341萬噸,SO2約5.7萬噸,NOX約2.4萬噸,回收冷凝水量約2500萬噸,節能效益巨大。預計專用設備可實現產值達500億元。

(4)企業簡介。

北京華源泰盟節能設備有限公司是一家由冰輪環境技術股份有限公司控股的國家級高新技術企業,是清華大學在供熱領域唯一的產學研基地。公司以清華大學、中科院強大的科研實力為支撐,結合我國城市能源系統的特點,提出一系列集中供熱節能減排和天然氣高效利用關鍵技術及解決方案,獲得國家發明專利20余項,形成八大系列專利技術,在此基礎上成功研發并生產銷售十大系列專利產品。公司獲得國家技術發明二等獎,擁有國家重點實驗室標準建造的5200平方米實驗室,位居中國黑科技百強名單能源環保板塊榜首,已成為吸收式換熱領域的開拓者、倡導者和領跑者。

 

CHIC官方微信

掃碼關注公眾號