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燃气供热锅炉烟气余热回收方案研究与应用

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成果主要完成人

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项目概况

立项背景、主要做法、功能效果(益)、创新亮点、实施应用前后效果(益)情况、推广价值及范围(简要介绍,1200字以内)。 绍兴热电公司安装两台东方三菱M701F4燃气蒸汽联合循环发电机组,机组额定负荷452MW。为了满足滨海新城工业园区供热需求,该公司配套建设了两台50t/h燃气锅炉作为供热汽源补充。由于燃气发电机组运行时间短,该电厂年利用小时仅为1000小时左右,需要长期利用燃气锅炉对外供热,为了提高燃气锅炉运行效率,降低供热成本,该公司结合浙江大学能源工程学院对燃气锅炉节能优化进行了研究。本成果主要研究应用了如下创新技术: 就燃烧的化学原理而言,天然气燃料的主要成为为甲烷,含有大量氢元素,燃烧产生大量水蒸汽。每1Nm3天然气燃烧后可以产生1.71kg水蒸汽,具有可观的汽化潜热,每千克水蒸气凝结成水大约放出热量约为4000kJ,占天然气的低位发热量的10%左右。在排烟温度较高时,水蒸汽不能冷凝放出热量,随烟气排放,热量被浪费。同时,高温烟气也带走大量显热,形成较大的排烟损失。为此需要对燃气锅炉排烟进行综合利用进行研究,设计可行的余热回收方案,来提高燃气锅炉运行效率。 1.用先进的节能器和冷凝器替代普通锅炉的省煤器,用于回收烟气余热,与普通燃气锅炉节能在技术上存在不同。采用烟气余热加热燃气锅炉除氧器补水,通过冷凝器吸收烟气中的气化潜热,从而提高了燃气锅炉的效率,燃气锅炉的效率能够超过103%。 2.余热锅炉节能器和冷凝器换热面采用翅片管和串片管技术,并采用更为先进的激光熔覆焊来提高传热效率,加工工艺更为高端,传热远远高于普通的翅片锅炉节能装置。 3.采用换热器回收锅炉连排定排回收余热,用于加热天然气和燃烧用空气,进一步提高燃气锅炉效率。 4.为了防止锅炉尾部省煤器换热面结露腐蚀,普通燃气锅炉的热效率排烟温度约为100℃左右,大量的热量被排出,采用超低温省煤器后锅炉尾部采用不锈钢作为换热设备材质,避免了腐蚀,提高了使用寿命。 通过燃气锅炉烟气余热回收方案优化,锅炉排放烟气温度将大幅降低,燃气锅炉效率可大幅提升,节省天然气量将达到10标方/吨,改变燃气锅炉低效率,短寿命的运行现状。该技术方案配套改造的锅炉节能器、冷凝器设备及管路仅需在普通燃气锅炉成本上增加250万元左右,年可获得节能收益达520万元,投资回收期仅为0.48年,是典型的小投入大产出改造项目。 绍兴热电公司联合浙江大学能源工程学院在燃气锅炉超低温排放改造方面进行了积极探索,燃气锅炉效率得到了大幅提高,供热成本得到了有效的控制,得到了极为可观的节能收益,为公司争取了客观的经济效益,也提高了公司的市场竞争力。通过后期研究,该技术还可以逐步拓展到燃气发电机组,通过将余热锅炉90℃的排烟温度降低至45℃左右,燃气发电机组的效率也将得到大幅提升,年获得经济效益将超亿元。