245-北京京能未来科技城烟气余热深度回收系统的应用与研究.pdfVIP

北京京能未来科技城烟气余热 深度回收系统的应用与研究 北京国电德安电力工程有限公司 马兰芳 邢宇萌 尹元豹 摘 要：着重介绍了目前国内第一个已实施的烟气余热深度回收项目。烟气深度余热利 用原理是在余热锅炉之后设置深度利用烟气冷凝换热器，利用余热锅炉尾部的低温烟气的余 热进行深度换热，即进一步降低常规余热锅炉的排烟温度，将烟气温度从约89℃降低为33℃， 同时由于烟气中含有水蒸气，当烟气温度低于水蒸气的冷凝温度时，水蒸气将释放出大量的 汽化潜热，同时凝结成液态水。通过中间介质（喷淋水），置换出烟气的低温余热。同时， 采用吸收式热泵技术吸收中间介质的热量，转化为低温热水。然后通过蒸汽进一步将低温热 水加热到80℃。 关键词：烟气余热深度回收 吸收式热泵 1.概述 本工程性质为增加供热能力的工程，属于国家鼓励的重要能源项目。本工程烟气余热利 用系统冬季采暖期连续运行；其他季节机组不运行，全年运行时间为4 个月，年供热时间为 3000 小时。 烟气余热深度利用原理实在余热锅炉之后设置余热塔，利用余热锅炉尾部的低温烟气的 余热进行深度换热，进一步降低余热锅炉的排烟温度到33℃。换热采用中介水直接喷淋接 触烟气换热的形式，通过中介水置换出烟气的低温余热，主要是烟气中的冷凝热。换热后的 中介水送入吸收式热泵将热量转移到热网回水中。降温后的中介水，送回余热塔中继续进行 余热回收，实现中介水循环。热网回水经低压蒸汽驱动的热泵加热至约80℃后进入厂内尖 峰热网器加热至130℃作为热网供水。锅炉排放烟气进过余热深度利用后温度降低，烟气中 的水分凝结回收汽化潜热的同时减少了电厂的用水量。因此，本系统对于节能、节水、提高 系统的综合利用效率都是有重要意义的。 2.烟气余热深度利用系统工艺流程 烟气余热深度利用系统通过将烟气余热转移到中介水中，并通过热泵进一步回收中介水 的热量以加热热网回水，从而实现烟气余热深度回收利用的目的。 烟气余热深度利用系统主要包括烟气系统、热网水系统、中介水系统和蒸汽及其疏水系 统。烟气系统利用直接喷淋接触换热技术进行传热传质，余热塔烟气中的热以及部分的水蒸 气传递到喷淋中介水，在喷淋接触过程中中介水温度升高，实现了烟气余热的回收。喷淋的 中介水通过中介水泵升压后送入热泵系统。中介水进入热泵作为低温热源，冷的热网回水经 马兰芳，女，1984 年4 月生，学士本科，工程师，100120，北京西城区六铺炕北小街5 号 ，010 maxinbaobei@163.com 过热泵系统加热后送往厂内尖峰热网加热装置进行进一步加热后作为热网供水。热泵驱动热 源来自厂区低压蒸汽系统。在热泵中降温的中介水则作为喷淋中介水循环进入余热塔系统中 进行烟气余热回收。 图1 烟气余热深度利用系统流程简图 本工程厂外供热热网回水温度约为43 ℃，其热网水流量约为2832t/h，热网回水首先进 入本工程烟气深度余热回收系统中进行加热，烟气深度余热回收系统的溴化锂吸收式热泵机 组以汽机抽汽作为驱动热源，热网回水被加热至约80℃后从溴化锂吸收式热泵送出，被加 热的热网回水到主厂房内的热网加热站，其中2589t/h 的热水进入热网加热器被加热至设计 温度120℃，243t/h 的热水先后进入疏水冷却器和锅炉烟气加热器中被加热至设计温度 120℃，加热后的120℃热网水送至厂外供热管网的供水管内，完成整个热网水的加热过程， 厂外供热热网总价热量约为256.7MW，扣除厂自采暖后供热约为250.5MW，其中烟气深度 余热回收系统加热量为112.0MW，热网加热器加热量约为123.0MW，疏水加热器3.2MW ， 锅炉烟气加热器热量为18.5MW。 汽轮机抽汽压力为0.3MPa,抽汽温度为169℃，抽汽量约为283.3t/h 。抽汽分为两部分， 一部分用于本工程烟气深度余热回收系统驱动溴化锂吸收式热泵机组，耗汽量约为96.6t/h ， 耗热量约为63.7MW；另一部分进入热网加热器同热网水直接换热，耗汽量约为186.7t/h， 耗热量约为123MW。两部分蒸汽的疏水温度为75℃，则需要增加疏水冷却器，该疏水冷却 器加热一部分热网回水，加热量约为3.2MW 。 烟气温度约为89℃，排烟量约为1891t/h，进入烟气深度余热回收系统，经过降温后排 烟温度约为33℃，烟气余热回收量约为48.4MW 。 3.烟气余热深度利用各组成