电站锅炉烟气余热利用系统的热力学分析和优化.pdf

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1、第4l卷第1期华北电力大学学报Vo1．41．No．12014年1月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJan．，2014doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2014．O1．13电站锅炉烟气余热利用系统的热力学分析和优化杨勇平，黄圣伟，徐钢，张晨旭，杨志平(华北电力大学国家火力发电工程技术研究中心，北京102206)摘要：通过烟气余热利用系统的热力学分析发现，提高烟气余热利用的节能效果，需要对烟气热量的释放过程和蒸汽回热系统进行耦舍优化。结合典型百万kW燃煤电厂机组，采用能量梯级利用

2、的方法．对锅炉烟气余热利用系统进行了优化设计，相对于将低温省煤器布置在空气预热器出口之后的传统方案，采用优化方案可使机组供电煤耗降低值由2．18g／kW·h提高至5．19g／kW·h，节能优势明显。关键词：热力学分析；能量梯级利用；电站锅炉；余热利用；耦合系统优化中图分类号：TM621．4文献标识码：A文章编号：1007—2691(2014)O1—0078—06ThermodynamicanalysisandoptimizationofthewasteheatrecoverysystemforutilityboilerYANGYong‘ping，HU

3、ANGSheng—wei，XUGang，ZHANGChen—XU，YANGZhi—ping(NationalThermalPowerEngineering＆TechnologyResearchCenter．NorthChinaElectricPowerUniversityBeijing102206，China)Abstract：Thethermodynamicanalysisofthetraditionalwasteheatrecoverysystemindicatethat，forimprovingtheeffectofenergysaving，i

4、tisnecessarytooptimizethecoupledsystemofthefluegasheatreleasingprocessandthere—generationwork．Basedontheenergycascadeutilizationprinciples，referringtothedatafromatypical1000MWgen—cratingunit，thethermodynamicperformanceandenergyeficiencyofthewasteheatrecoverysystemisanalyzed．The

5、netcoalconsumptionoftheoptimizedsystemcanbeabout5．19g／kW·h．comparedtothe2．18g／kW·hofatradi—tionalsystem．Keywords：thermodynamicanalysis；cascadeutilizationofenergy；utilityboiler；wasteheatrecovery；coupledsystemoptimization因此，随着能源价格的不断攀升以及节能减排政0引言策性要求的日渐严格¨’，电站锅炉烟气余热利用的研究和应用也受到了广泛重

6、视。在电站锅炉的各种热损失中，排烟热损失占在电厂中增设低温省煤器是降低排烟温度的锅炉热损失的50％以上，目前我国燃煤电站锅炉有效措施之一。利用锅炉尾部烟气余热加热回热的设计排烟温度大多为120～150~(3，排烟带走的系统中的凝结水，可排挤部分抽汽返回汽轮机内热量可达电站全部输入燃料热值的3％一8％。继续膨胀做功。因此，烟气余热回收利用在某种程度上提高了机组的经济性。该技术在国内外较早就得到了应用，德国从20世纪末开始提出并收稿日期：2013—08—15．基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(973计划)实施的火电优化设计计划，要求全部新建机组

7、必(2011CB710706)；国家自然科学基金项目须集成锅炉尾部烟气余热回收技术；国内上海(U1261210，51306050)；国家科技支撑计划项目外高桥三期工程通过在脱硫塔前加装烟气冷却器(2011BAA04B03-2)。回收尾部烟气余热，使机组供电煤耗下降2．71第1期杨勇平，等：电站锅炉烟气余热利用系统的热力学分析和优化79g／kW·hJ。在理论分析和系统集成研究方面，文献[6，7]较早对火电厂热系统增设低压省煤器的节能效果和分析方法展开系统研究；文献[8]借鉴国外电厂的前置式空气预热器等烟气余热回收技术，弥补了蒸汽暖风器造成机组热经济性下

8、降的不足；文献[9，10]考虑烟气温度的限制和实际换热效率，综合换热面投资等经济成本来评估改造后电站机组增加