热电
引言
近年来，随着国际能源价格的上升，煤炭价格始终居高不下，通过节约能源来降低生产成本已成为企业亟待解决的问题。电厂运行过程中，定排、连排扩容器及疏水扩容器都要有大量低压汽水排放出来，这些都造成能源的严重浪费。如果在电厂运用低品热的回收装置和回收技术，就能够有效回收连排扩容器、定排扩容器及疏水装置所排放的汽水余热，无论在环境效益还是经济效益方面都有重大意义[1]。1现状 目前首钢京唐公司自备电厂2×300MW机组锅炉连排汽水与排入定排中的锅炉暖风器疏水、锅炉吹灰疏水均直接排放未作回收，在乏汽余热回收等方面有一定的改造空间。
2×300MW机组锅炉连排水直接经连排扩容器扩容后直排，连排水压力为汽包压力17.5MPa，水量约为18t/h。连排水在连排扩容器内闪蒸后蒸汽进入除氧器，连排扩容器压力与除氧器连通，约为0.67MPa，连排罐温度为163.3℃。闪蒸后0.67 MPa的连排水进入定排扩容器进行二次闪蒸，最终蒸汽排空，热水排入定排池，造成了环境污染和能源浪费。同时暖风器疏水约为3t/h，吹灰疏水排汽量约为4t/h，暖风器 疏水和锅炉吹灰疏水也进入定排罐。连排水二次闪蒸产生的乏汽中有大量低品的热能，乏汽具有较高的除盐水价值、原水价值及除氧价值。运用乏汽回收技术或装置回收乏汽，不仅能够节约热能，还能有效节约水资源，进而降低总的生产成本，促使企业取得良好经济效益[2]。
2技术路线
每个机组增加一套低品热回收装置，将扩容闪蒸后的连排水以及吹灰疏水、暖风器疏水等的热量进行充分利用，与凝结水进行换热，提高凝结水的温度，减少汽轮机的低压抽汽。
现在定排罐就近增加1套低品热回收装置，用于回收扩容闪蒸后的连排水以及吹灰疏水、暖风器疏水。
300MW机组低品热回收节能改造室内垃圾桶
汪明宇，贾希存，王铁民
（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山063200）
【摘要】电站锅炉和在运行时，定排、连排和各系统疏水等会产生大量低品质余热。连排产生的乏汽、锅炉暖风器及吹灰系统的疏水携带的余热具有极大的回收价值，有效利用这些低品质余热，不仅
能够避免资源浪费，还能产生较好的环境效益与经济效益。主要论述了首钢京唐公司自备电厂2×300MW机组连排汽水、暖风器疏水、吹灰系统疏水的余热回收节能改造技术以及重要意义。
【关键词】低品质余热；回收；节能改造
【中图分类号】TK114【文献标识码】B【文章编号】1006-6764(2018)11-0028-04 Energy Saving Transformation of Low-quality
Heat Recovery of300MW Unit
WANG Mingyu,JIA Xicun,WANG Tiemin
(Shougang Jingtang United Iron and Steel Co.,Ltd.,Tangshan,Hebei063200,China) [Abstract]During operation the utility boiler will generate a lot of low quality waste heat.The waste heat carried by exhaust steam and from drainage of the boiler heater and soot blowing system has great recovery value,of which effective utilization can not only avoid waste of resources,but also create environmental and economic benefits.This paper mainly discusses the energy saving transformation technology for recovery of waste heat from steam discharge,drainage of the air heater and soot blowing system of the2×300MW units in Shougang Jingtang Steel as well as its great significance.
[Keywords]low quality waste heat;recovery;energy saving transformation
项目温度/℃焓值/(kj/kg)流量/(t/h)回收罐热水9037757
喷淋水4518841序号项目数值
1型号DPH-3000
2数量/套2
3布置方式立式
4回收形式闭式
5
设计
gff全贴合技术参数
设计压力/MPa0.098
6设计温度/℃150
7介质种类蒸汽/疏水
8
容器
参数
罐体材质Q345R
9罐体设计标准国标
10设计处理量/(t/h)12
11罐体直径/mm1600
12罐体直段长度/mm2000
13罐体壁厚/mm10
14腐蚀裕度/mm1
15机组尺寸/mm L3500×2000×H3200 16法兰标准国标
17主要功能
多层恒速喷嘴保证进水完全
雾化；导流装置及防汽蚀
装置保护水泵不发生汽蚀
2.1方案理论计算
连续排污量约为q m=18t/h，连排压力P=17.5 MPa，经扩容闪蒸后，压力降为P'=0.67MPa，计算连排扩容器闪蒸率。
17.5MPa饱和水焓值为1715kj/kg，0.67MPa 饱和水焓值为692kj/kg，汽化潜热为2070kj/kg （1）闪蒸率为：
α=(h1-h2)/Q潜热=（1715kj/kg-692kj/kg）/2070 kj/kg=49.4%。（1）（2）连排闪蒸汽量为：
q m1=q m×α=8.9t/h，8.9t/h进入除氧器。（2）（3）连排水量约为：
q m2=q m-q m1=9.1t/h,9.1t/h进入定排回收罐。（3）（4）暖风器疏水约为q m3=3t/h，吹灰疏水排汽量约为q m4=4t/h，当吹灰疏水和暖风器疏水同时开启时总回收热量约为[3]:
Q总=（9.1+3+4）t/h×h_2=11141200kj/h
=3095kW（4）由于各项疏水流量会出现偏差，保守计算小时回收热量约为Q总=3MW。
（5）冷侧热侧流量为：
换热器换热量为3MW，热侧进出口温度90/45℃，冷侧进出口温度32/82℃。
q热侧=Q总/(c×Δt)=3MW÷4.2÷(90-45)
=57142kg/h=57t/h（5）q冷侧=Q总/(c×Δt)=3MW÷4.2÷(82-32)
=51429kg/h=51.4t/h（6）回收罐体中热水温度为90℃，热焓值为377 kj/kg。冷却喷淋水温度为45℃，热焓值为188kj/kg。总输出90℃热水量57t/h，输入回收罐的定排热水量为16t/h，喷淋水量为4
1t/h。工质参数见表1。
表1工质参数
（6）凝结水管道设计及压降计算
原流程8#进口至6#进口，跨过两个换热器，若干阀门，同一平层管道阻力降约为100kPa。经计
算改造后凝结水量约为51.4t/h。管道总长度约为260m。
①若选用DN100管道
流速为v=4Qπ/(d2ρ)=1.92m/s（7）雷诺数R e=vd/э=1.92×105(э为动力粘度10-6)，绝对粗糙度K=0.3，沿程阻力系数λ=0.0290[4]。（8）沿程阻力R=(λρv2)/2d=535Pa/m（9）管道阻力为139kPa。考虑板式换热器和阀门弯头，管道阻力约为200kPa。
②若选用DN125管道
流速为v=4Qπ/(d2ρ)=1.18m/s（10）雷诺数R e=vd/э=1.18×105，绝对粗糙度K= 0.3，沿程阻力系数λ=0.0270[4]（11）沿程阻力R=(λρv2)/2d=152Pa/m（12）管道阻力为39.5kPa。考虑板式换热器和阀门弯头，管道阻力约为100kPa。可顺利接回原管路。凝结水分支管道选为DN125。
muhdpe合金管
2.2运行方式
连排水及其他疏水在进定排罐前引入分支进入低品热回收系统中的回收罐；在回收罐中降温，经过板式换热器与凝结水进行换热，换热后的疏水自循环回到回收罐吸收疏水的乏汽，多余的疏水通过调阀控制进入排污降温池。凝结水取自轴封加热器后8#低压加热器前，经过吸收热量后被加热到82℃，回到6#低压加热器入口前。工艺流程见图1。
2.3设备及参数
（1）低品热回收装置（安装于定排罐旁用于回收吸收连排水以及吹灰暖风器疏水等），参数见表2。
表2凝结水低品热回收装置性能参数
序号名称内容
1型号2数量/台23单台热负荷/kW 30004结构型式
夹片式
5热侧冷侧6介质名称疏水凝结水7正常/最大流量/（t/h）24/57/518进口/出口温度/℃90/4532/829设计温度/℃15015010工作压力/MPa(g)0.3 2.611计算压降/允许压降/kPa ≤50≤5012外接管口法兰公称压力/MPa(g)
1.6 4.013
进/出口管径/DN
125
125图1工艺流程图
（2）换热器（用于回收热源与凝结水换热），参数见表3。
表3换热器参数
3节能效益计算
计算参数：标煤发热量约为7000大卡/kg=29306000kj/t ，价格按照650元/t ；原水按照5元/t
还原剂加药装置计算，年运行时间按照8000h 计算，电费按照0.5
元/kWh 计算。3.1节约热量
节约热量按连排疏水量计算，连排水为9.1t/h ，最终降为45℃排出系统
①回收热能:Q =9100kg/h×
（692-188）kj/kg =4586400kj/h
②一年节约热量:4586400kj/h ×8000h/年=36.7×109kj/年。
③6段抽汽为0.12MPa ，203℃，
脱毛机胶棒焓值2880kj/kg 。
每年节约6段抽汽量：36.7×109kj/年÷2880kj/kg=12000t/年。
④一年节约标煤:36.7×109kj/年÷29306000kj/t=
1252t/年。
⑤一年节约费用:1504t/年×650元/t=81.38万元/年。
3.2节约水费
①连排节约水量：9.1t/h×8000h/年=72800t/年。
②吹灰疏水按照每天启动4h ，
流量4t/h ，一年300天计算，每年节省：4h/d×4t/h×300d/年=4800t/年。
③暖风器疏水按照一年150天，
流量3t/h 计算每年节省：24h/d×3t/h×150d/年=10800t/年总计每年节水：72800+4800+10800=88400t
(下转第33页)
（上接第30页）
每年节水费用：88400t×5元/t=44.2万元
3.3电费消耗
新增机组电耗约为11kW/h
则电耗费用：11×8000×0.5=4.4万元
3.4总节能效益
一下一下的顶开单套机组总节能效益为81.38+44.2-4.4=121万元。
综上两台机组总节能效益约为每年242万元。
增设两套2×300MW低品质热能回收装置总成本为192万元，成本回收时间192万元÷242万元/年=0.8年。
3.5其它收益
其它效益：定排罐在连排期间不再冒汽，改善视觉效果，提升企业的品质和形象。
4结语
从应用效果看，扩容闪蒸后的连排汽水以及吹灰器疏水、暖风器疏水等的热量进行充分利用，与凝结水进行换热，提高凝结水的温度，减少汽轮机的低压抽汽，不仅能够节约热能，还能有效节约水资源，进而降低总的生产成本。仅需一年时间就能够收回所有投资成本。发电厂连排汽水、暖风器疏水、吹灰器疏水，有效利用这些低品质余热，导致热能浪费的现象得到改善，不仅能够避免资源浪费，还能产生较好的环境效益与经济效益。因此，低品质余热回收节能技术改造具有良好且长远的重要意义。
[参考文献]
[1]刘颖，吴建伟.乏汽回收装置在热电企业的应用[J].节能，2011（06）.
[2]袁镇福，田子平.电站锅炉原理(1版)[M].北京：中国电力出版社，1997.
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[4]王福军.计算流体动力学分析[M].北京：清华大学出版社，2004.
收稿日期：2018-07-02作者简介：汪明宇（1993-），2016年毕业于上海理工大学热能与动力工程，大学本科学历，工程师，现从事火力发电节能工作。
与燃料量的增加无关。
2.3次中温中压工况下补燃燃料量与蒸汽量的研究
根据图3可知，在无补燃工况下烧结环冷机余
热回收可以产出次中温中压蒸汽，纯高炉煤气工况
时也可以产出次中温中压蒸汽，且随着燃料增加，蒸
汽量增加。
在补燃余热回收工况下次中温中压蒸汽产量高
于纯高炉煤气，且高于环冷机余热回收2.0MPa的
蒸汽产量，这说明此时的次中温中压蒸汽产量为余
热回收和高炉煤气的蒸汽产量的叠加，所以比纯高
炉煤气蒸汽产量高很多；燃料量在4.75万m3/h附近时，纯高炉煤气和补燃余热回收蒸汽产量间距明显
收窄，且趋于平行，这也说明燃料量大于4.75万m3/ h时，余热回收能力的主要地位被高炉煤气取代，说明此点是补燃工况的最佳点。
图3次中温中压工况下补燃燃料量与蒸汽量的关系
在补燃余热回收工况下，1.0MPa的蒸汽产量大于无补燃工况，随着燃料量的增加，蒸汽产量降低且趋于稳定；0.5MPa的蒸汽产量大于无补燃工况，与燃料量的增加无关。
3结论
(1)补燃技术对蒸汽品质的提高有积极影响，从3种不同工况来看，次中温中压工况下虽然蒸汽产量提高了，但是蒸汽品质没有提高，所以在次中温中压工况下进行补燃的意义不大。
(2)补燃余热利用技术中余热利用起到主要作用的工况是中温中压工况，所以烧结余热利用补燃工况最好采用中温中压工况。
(3)从以上3种不同工况分析，可以得出首钢京唐550m2烧结机余热利用最佳燃料补燃量为4.75万m3/h。
[参考文献]
[1]于朝阳，王建志，贺年.余热锅炉补燃装置的研究[J].热能动力工程，2004，19(5):534.
[2]杨华，俞颐秦，蔡睿贤.补燃对常规联合循环中蒸汽动力装置效率的影响及补燃的简明经济评价准则[J].燃气轮机技术，1998，11（4）:20.
[3]李文，唐雁春，李红英.水泥厂带补燃锅炉的中低温余热发电系统[J].应用能源技术，2000，3:35.
[4]沈永兵，张海平.带补燃的低温余热发电系统的研究[J].冶金能源，2014，33(3):48.
收稿日期：2018-07-05作者简介：徐迎超（1982-），男，高级工程师，现从事节能环保、余热利用、发电项目的设计与研究工作。
燃料量/(万m3/h)蒸汽量/(t/h)
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