烟气冷凝除烟囱水雾技术在燃气分布式能源系统中的应用

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1、第36卷第2期华电技术V01．36No．22014年2月HuadianTechnologyFeb．2014烟气冷凝除烟囱水雾技术在燃气分布式能源系统中的应用和彬彬，徐静静，李和平，宋洪涛(华电分布式能源工程技术有限公司，北京100070)摘要：以华电产业园能源站项目为例，探讨烟气冷凝除烟囱水雾技术，分析烟气冷凝换热器的选型及布置方式。经济性分析结果显示：6．37年可收回设备投资。在余热用户能够保证的条件下，该项技术可解决烟气余热深度利用与烟囱视觉污染问题。关键词：燃气分布式能源；余热回收；烟囱水雾；烟气冷凝换热器中图分类号：TM31：TE08文献标

2、志码：B文章编号：1674—1951(2014)02—0004—04解决冬季烟囱冒白烟问题。不同压力下烟气水露点0引言不同，将烟气温度降至烟气水露点以下，使烟气中的考虑冷热用户的经济承受能力，楼宇式燃气分水蒸气凝结，从而被分离出来。烟气温度下降越多，布式能源系统较适合金融中心、办公楼、商业中心等则烟气中的水蒸气分压力越低，水蒸气含量越少，烟高档建筑。由于城市用地日益紧张，作为建筑的供气排放到大气后产生的白雾现象将弱化，达到减弱能中心，分布式能源站往往需要与建筑物进行一体白烟的效果。采用该技术后，烟气冷却后释放的热化建设，所以美观成为分布式能源设计需

3、要考虑的量也可以同时被回收，提高能源的利用效率。关键问题之一。而影响建筑美观的突出问题就是能1．2烟气条件及烟气冷凝计算源站的烟囱。烟囱本体可用建筑加以掩饰，但由于华电产业园能源站项目内燃机及直燃机的烟气天然气燃烧后产生的烟气含水量较大，冬季存在冒条件见表1。水雾问题，水雾会暴露烟囱的存在，且会影响建筑物表1内燃机及直燃机的烟气条件的美观。本文以华电产业园能源站项目为例，研究了深度利用余热降低排烟含水量的技术，以解决冬季烟囱冒白烟问题。华电产业园能源站项目燃气设备共计4台，其中燃气内燃机组2台(2×3．3MW级)，直燃型溴化锂机2台(2×3．489

4、MW)。共设置3座燃气设备烟囱：其中2台燃气内燃机组分别设置1座烟囱，出口内径为900mm；2台直燃机共设置1座烟囱，出口内径为1000mm。3座烟囱从园区东侧的C，D座楼烟烟气冷凝后，烟气温度与烟气含水率的理论计道竖井爬至楼顶，该楼高50m，烟囱高约55m。园算结果如图1所示。内燃机烟气出口温度为100区整体呈合围型布局，为南北递进的两进院落，南侧℃，露点温度为46．10℃，烟气温度降至30℃，除水的楼高达80m。烟囱位于园区的中部东侧，如果冬季冒白烟严重，势必影响园区的景观，所以除烟囱水率可达到59．39％；直燃机烟气出口温度为145℃，露点温

5、度为55．52cc，烟气温度降至40℃，除水率雾成为需要考虑的重要问题。可达到54．83％。1除水雾技术原理及方案烟气冷凝温度确定为：内燃机烟气冷却至301．1除水雾原理℃，直燃机烟气冷却至4O℃。理论计算结果显示：单台内燃机组的余热回收量为858kW，凝水潜热为该项目采取在烟道加烟气冷凝换热器的方式来474kW，其中捕获凝水量为713kg／h；单台直燃机余收稿日期：2013—05—09热回收量为320kW，凝水潜热为176kW，其中捕获基金项目：华电工程科技基金资助(CHECKJ1404)凝水量为267kg／h。第2期和彬彬，等：烟气冷凝除烟囱水

6、雾技术在燃气分布式能源系统中的应用·5·图1烟气含水率与烟气温度的关系1．3烟囱除白烟系统流程烟囱加冷凝器除白烟系统流程如图2所示。系统的核心为烟气冷凝换热器，冷凝换热器的冷源为冷却水，冷却水进口温度为20℃，出口温度为5O℃。冷却烟气后得到的热水可作为园区部分建筑物的地暖热源，地暖作为空调的值班负荷，基本可保证此部分热量持续被消耗掉，同时并联空冷散热塔，进一步保证冷却水的进口温度。为保证排烟顺畅且不影响内燃机与直燃机的燃烧状态，每台换热器后面的烟气管道上需设置1台引风机及配套风阀。引风机的选型主要参考冷凝后的烟气流量及换热器后面的管道压力等参数。

7、该项目主要是为了减少冬季白烟，故引风机只在冬季启用。由于在其他季节烟气不需经过引风机，可采用加设旁路烟囱排烟的方式。烟囱除白烟系统中，每台换热器水侧配置2台循环水泵，1用1备。烟气在换热器内降温的过程中会产生酸性冷凝水(pH值为3．8～6．8)，该冷凝水应收集至专用集水池，经中和处理达标(pH值为6．0～9．0)后，通过能源站的工业水排水系统排出，或经回收处理后作为系统的补水水源。去热水用户℃二散级热风水冷箱一级风冷机烟气l{l0来O℃内一袭燃级机冷烟却囊气器内二袭燃级嚣机冷嚣烟却彖气器1n／』f厂』__＼lI1I散热水箱循泵冷却水出水—自来水补水

8、至冷凝水集水池烟囱溴化锂直燃机烟气来l145℃直燃机烟气直燃机烟气一级冷却器二级冷却器40℃冷却水回水2O℃至冷凝水集水池