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“一上一下”創(chuàng)新技術(shù)提升鍋爐余熱利用效率

中國(guó)發(fā)展網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2024-08-08 10:48:04  作者:白 雪

  鍋爐作為極為重要且應(yīng)用廣泛的用能設(shè)備,其各個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能改造對(duì)于提高鍋爐熱效率至關(guān)重要。近日,由國(guó)家節(jié)能中心主辦、新疆維吾爾自治區(qū)能源安全監(jiān)測(cè)中心協(xié)辦的“鍋爐煙氣余熱利用創(chuàng)新技術(shù)方案交流會(huì)”上,有兩項(xiàng)技術(shù)嶄露頭角,分別針對(duì)鍋爐煙氣和鍋爐排污水,通過(guò)“一上一下”的方式提升鍋爐熱效率。

  據(jù)了解,目前,這兩項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在電力行業(yè)等多個(gè)項(xiàng)目上成功應(yīng)用,根據(jù)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)和典型用戶反饋,鍋爐效率明顯提高,節(jié)能降碳效果顯著,機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性也大幅提升。

  政策落實(shí)需要先進(jìn)技術(shù)有力支撐

  鍋爐是最重要的用能設(shè)備之一,同時(shí)也是最重要的用煤設(shè)備,我國(guó)的鍋爐用煤量約占煤炭消費(fèi)總量的2/3。目前,我國(guó)共有鍋爐約32萬(wàn)臺(tái),年消耗能源約20億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,碳排放量約占全國(guó)碳排放總量的40%,是我國(guó)能耗量最大、碳排放量最多的耗能設(shè)備。

  國(guó)家高度重視鍋爐能效提升,近期發(fā)布了多個(gè)文件。2023年12月,國(guó)家發(fā)展改革委等部門印發(fā)《鍋爐綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》,提出到2025年,工業(yè)鍋爐、電站鍋爐平均運(yùn)行熱效率較2021年分別提高5個(gè)百分點(diǎn)、0.5個(gè)百分點(diǎn)。2024年5月,國(guó)務(wù)院印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》,明確提出要推動(dòng)煤電低碳化改造和建設(shè),推進(jìn)煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯(lián)動(dòng)”。2024年6月,國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)《煤電低碳化改造建設(shè)行動(dòng)方案(2024—2027年)》,提出到2025年,煤電相關(guān)項(xiàng)目度電碳排放較2023年同類煤電機(jī)組平均碳排放水平降低20%左右。2024年7月,國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部印發(fā)《關(guān)于加力支持大規(guī)模設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新的若干措施》,統(tǒng)籌安排3000億元左右超長(zhǎng)期特別國(guó)債資金,在全國(guó)范圍內(nèi)加力支持設(shè)備更新和消費(fèi)品以舊換新,將設(shè)備更新支持范圍擴(kuò)大到能源電力等重點(diǎn)領(lǐng)域及重點(diǎn)行業(yè)節(jié)能降碳,其中就包含鍋爐更新改造。

  國(guó)家節(jié)能中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:“這些政策的落實(shí)都需要節(jié)能降碳先進(jìn)技術(shù)的有力支撐。”

  “雙碳”目標(biāo)的實(shí)施和能源轉(zhuǎn)型的加速,逐漸催生出以綠色低碳新質(zhì)生產(chǎn)力為特征的新一輪產(chǎn)業(yè)革命,其中就包括以降本增效為內(nèi)生動(dòng)力的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)。國(guó)家節(jié)能中心相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為:“我們不僅要關(guān)注節(jié)能降碳技術(shù)的創(chuàng)新突破,還要關(guān)注科技成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用,只有把創(chuàng)新技術(shù)真正應(yīng)用到產(chǎn)業(yè),才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)力的提高,才能推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展。”

  上——聚焦解決鍋爐煙氣問(wèn)題

  近年來(lái),我國(guó)通過(guò)大力實(shí)施煤電結(jié)構(gòu)優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級(jí),積極推進(jìn)燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升,鍋爐生產(chǎn)制造技術(shù)和節(jié)能環(huán)保運(yùn)行水平顯著提高。上述負(fù)責(zé)人坦言:“但總體來(lái)看,部分鍋爐的能效水平依然較低,尤其是煙氣余熱利用仍有提升空間,節(jié)能減污降碳潛力仍然較大。”

  針對(duì)解決鍋爐煙氣問(wèn)題,重慶鑫順盛達(dá)科技有限公司與重慶大學(xué)合作,在三維內(nèi)外肋片管強(qiáng)化換熱技術(shù)基礎(chǔ)上,分別研發(fā)了三維內(nèi)外肋片管煙氣暖風(fēng)器節(jié)能防堵技術(shù)和三維內(nèi)外肋片管空氣預(yù)熱器節(jié)能防堵技術(shù)。

  在上述負(fù)責(zé)人看來(lái):“這項(xiàng)技術(shù)通過(guò)工藝和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新,有效擴(kuò)展了換熱面積,解決了空預(yù)器低溫腐蝕、積灰和堵塞問(wèn)題,減少了不完全燃燒損失,鍋爐效率明顯提高,機(jī)組穩(wěn)定性也大幅提升,具有很大推廣價(jià)值。”

  國(guó)家能源集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首席專家邢德山認(rèn)為:“該技術(shù)最大的亮點(diǎn)是防堵和節(jié)能兼具。”

  國(guó)家電投集團(tuán)貴州金元黔西電廠在國(guó)內(nèi)燃煤機(jī)組中首家采用“三維肋片管煙氣暖風(fēng)器+回轉(zhuǎn)式空預(yù)器+干燒系統(tǒng)”的技術(shù)路線,在回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器正下方設(shè)置管式換熱器作為暖風(fēng)器使用,同時(shí)也是首家采用三維肋片管作為管式換熱器進(jìn)行換熱的燃煤機(jī)組。

  國(guó)家電投集團(tuán)貴州金元黔西電廠首席專家張耀表示:“通過(guò)本成果的實(shí)施,鍋爐風(fēng)溫顯著提升、機(jī)組帶負(fù)荷能力顯著提升、鍋爐效率顯著提高、風(fēng)煙系統(tǒng)阻力下降、設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行工況改善、設(shè)備壽命增加、設(shè)備維護(hù)量減少。”

  據(jù)張耀介紹,以3號(hào)機(jī)組為例,自2021年11月投運(yùn)以來(lái),按平均年發(fā)電量15億千瓦時(shí)統(tǒng)計(jì),單臺(tái)機(jī)組同比改造前減少碳排放約33.178萬(wàn)噸。被貴州金元譽(yù)為“火電經(jīng)濟(jì)性的一座里程碑”。

  除黔西電廠外,黔北電廠、茶園電廠、重慶旗能自備電廠等公司也先后進(jìn)行了三維內(nèi)外肋片管高效煙氣暖風(fēng)器改造。為獲得煙氣暖風(fēng)器運(yùn)行的真實(shí)情況,西安熱工研究院有限公司對(duì)上述煙氣暖風(fēng)器進(jìn)行性能測(cè)試。

  西安熱工研究院有限公司原副總經(jīng)理張廣才介紹:“由于入爐煤含灰量、含硫量較高且煙氣NOx含量高,導(dǎo)致機(jī)組空氣預(yù)熱器阻力持續(xù)升高,排煙溫度偏高,機(jī)組普遍無(wú)法帶滿負(fù)荷,進(jìn)行煙氣暖風(fēng)器改造后,機(jī)組能夠正常運(yùn)行,帶負(fù)荷能力顯著提高。”

  與此同時(shí),張廣才還提到,改造后煙氣暖風(fēng)器漏風(fēng)率較低,在1.0%左右。煙氣側(cè)阻力能夠保持在750Pa左右,長(zhǎng)期運(yùn)行阻力小于1000Pa。改造后鍋爐排煙溫度明顯降低,熱風(fēng)溫度明顯提高,空氣預(yù)熱器運(yùn)行正常,鍋爐燃燒得到改善,鍋爐效率明顯提高。

  下——針對(duì)受忽略的鍋爐排污水熱損失難題

  在余熱利用方面,鍋爐余熱利用傳統(tǒng)做法是主要聚焦于煙氣乏汽以及凝結(jié)水的余熱利用,對(duì)鍋爐中高溫排污廢水的余熱回收關(guān)注較少。事實(shí)上,這些廢水也含有大量熱量,大型鍋爐排污率一般為1%~3%,小型鍋爐一般為5%~8%,排污水未能得到回收利用,造成了大量熱量的浪費(fèi)和水資源的浪費(fèi)。

  為破解這一難題,在本次交流會(huì)上展示的另外一項(xiàng)技術(shù)——杭州萬(wàn)得斯環(huán)??萍加邢薰咀灾餮邪l(fā)的“鍋爐中高溫廢水余熱回收及近零排放技術(shù)”效果顯著。

  國(guó)家節(jié)能中心相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹:“該技術(shù)關(guān)注點(diǎn)是一直受到忽略的鍋爐排污水熱損失。這項(xiàng)技術(shù)把廢水余熱回收和污水處理兩件事協(xié)同處理,采用特定的凈化裝置對(duì)中高溫廢水進(jìn)行吸附過(guò)濾,可以遠(yuǎn)程智能化在線監(jiān)控操作,整套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了排污廢水熱量和工質(zhì)的高效回收。”

  杭州萬(wàn)得斯環(huán)保科技有限公司總經(jīng)理戎建華介紹:“該技術(shù)通過(guò)工藝、材料、設(shè)備、控制系統(tǒng)的四大創(chuàng)新,將鍋爐排污水轉(zhuǎn)變成高品質(zhì)蒸汽,水資源回收利用率達(dá)到99%以上,余熱回收利用率達(dá)到95%以上,實(shí)現(xiàn)了鍋爐排污水廢熱的高效回收以及排污水的近零排放。”

  江西永冠科技發(fā)展有限公司在利用該項(xiàng)技術(shù)改造后取得了良好的應(yīng)用效果。該公司熱電廠現(xiàn)有3臺(tái)65t/h循環(huán)流化床鍋爐,該項(xiàng)目利回收鍋爐連排水、定排水及各路車間回水并產(chǎn)生合格蒸汽供至生產(chǎn)車間使用。項(xiàng)目于2022年10月28日正式投入使用,至今已回收5萬(wàn)余噸連排水。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)年節(jié)水量超24萬(wàn)噸,年節(jié)標(biāo)煤量約0.2萬(wàn)噸,年減少CO2排放量約0.5萬(wàn)噸,年回收排污水效益超1280萬(wàn)元。

  中國(guó)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào)、中國(guó)發(fā)展網(wǎng)記者 白 雪


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