科创中国

1、技术领域

    在火电机组中，锅炉效率和汽轮机内效率对机组经济效益影响巨大。其中，电站锅炉排烟损失是锅炉热损失中最大的一项，约占锅炉热损失的70%～80%，排烟温度偏高造成排烟损失增大，锅炉效率降低，机组供电煤耗上升。研究表明，若排烟热量直接被锅炉利用，排烟温度降低22℃，锅炉效率就会提高1%。为提高电厂经济性，降低锅炉排烟温度，充分回收和利用烟气余热，电厂决定在锅炉尾部安装烟气余热回收系统。

    目前用于锅炉尾部烟气余热回收的其它形式主要有传统低压省煤器、热管式低压省煤器。对于此两种换热器国内外已有许多学者进行了深入研究。综合前人研究不难发现，以上形式的换热器各有利弊：  

    传统低压省煤器优点是烟气侧和凝结水侧直接对流换热，可将凝结水水温加热到较高温度，排挤更高品质的抽汽，节能效果更明显，系统也较为简单。但是，凝结水侧的进口水温通常低于烟气酸露点，易造成金属设备的低温腐蚀；同时，传统低压省煤器的水侧换热属于非相变换热，其换热系数低于相变换热系数，换热量相同时，传统低加省煤器需要布置更多受热面，金属耗材量更大，产生的烟气阻力更大。

    热管式低压省煤器可以通过调节冷、热端外表面拓展受热面的大小来调节管壁温度，使之高于烟气酸露点或是避开最大腐蚀区，这是热管式低压省煤器最主要的技术优势；同时热管式低压省煤器凝结水侧与烟气侧不直接接触，如果热管发生泄漏，不影响机组的安全运行。但是，热管换热系统加热凝结水的温度受到热管内工质饱和温度的限制，排挤的抽汽品质比普通低压省煤器低，节能量受到限制；同时热管存在传热衰减、损坏率较高等现象。

2、主要内容

   本技术的目的是为解决电厂燃煤锅炉排烟温度偏高难题，降低排烟温度，回收烟气余热来实现能级转移，排挤低加抽汽、增加汽轮机做功量，进而提高电厂发电效率。该技术最大优势在于，卧式相变换热技术可以通过控制受热面最低壁温高于烟气酸露点，避免了传统低压省煤器受热面易腐蚀的现象。本技术在内蒙古华电卓资发电有限公司#4锅炉应用，针对#4炉排烟温度远高于设计值造成排烟损失偏大的问题，采用卧式相变换热技术进行了锅炉尾部烟气余热回收工程改造。

（1）开发了双烟道布置相变换热器共用一个相变换热汽包的“二合一”结构的卧式相变换热烟气余热回收技术；

（2）该技术有效避免了受热面低温腐蚀的同时，实现了电厂降低排烟温度的要求；

 (3) 成功研究一套集成控制系统。包括：卧式相变换热设备壁温控制技术、卧式相变换热设备出口烟温控制调节技术、设备泄露监测系统。

该技术的核心装备-烟气余热回收专用机组的研制，拓宽了吸收式热泵的应用，极大的促进了吸收式热泵技术的发展，丰富了吸收式热泵的品种。这种工艺配套研发的装置和设备，可以通过提供设计图纸和技术指导的方式委托多家传统吸收式制冷机生产企业参与加工制造，使余热回收专用设备迅速实现大规模产业化。利用我国在这一新技术产业化中的先发优势地位，扶持一批技术国际领先的关键设备生产企业，并培养一批技术咨询、服务企业、合同能源的企业，促进产业结构优化升级，增加就业岗位，拉动我国经济建设和发展。

梅东升，男，1968-12-26，副高级，安科环部主任，北京能源集团有限责任公司
隋晓峰，男，1980-11-27，副高级，总经理，北京源深节能技术有限责任公司

目前我国北方地区天然气供热面积约为8亿m2，承担这些建筑供热的热源，包括燃气锅炉和燃气热电厂，每年冬季消耗天然气量超过100亿m3，每年通过回收烟气余热可增加供热面积8000万平方米，年减少燃气消耗量约10亿Nm3/年。随着十三五期间“煤改气”的全面推广，天然气在未来增加幅度很大，预计至2020年，全国通过烟余热回收技术节约天然气量将会比目前翻一番，达到约20亿m3/年，可减排CO2388万t/年，NOx4200 t/年，年回收冷凝水量约为1920万吨/年，节能减排效益巨大。

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