蒸汽泵烟气余热回收供热系统技术经济性分析.pdf

1、书书书?第一作者简介?王逊?女?高级工程师?博士?从事能源综合利用研究?收稿日期?修回日期?热源与冷源?蒸汽泵烟气余热回收供热系统技术经济性分析王?逊?肖?威?北京优奈特能源工程技术有限公司?北京?摘?要?基于蒸汽泵烟气余热回收技术?将常规燃气锅炉供热系统改造为蒸汽泵烟气余热回收供热系统?介绍?种蒸汽泵烟气余热回收供热系统流程?测算蒸汽泵烟气余热回收供热系统节气量?增量投资回收期?评价系统改造经济性?种蒸汽泵烟气余热回收供热系统分别为单冷源两塔系统?双冷源两塔系统?双冷源三塔系统?与改造前相比?蒸汽泵烟气余热回收供热系统的系统热效率得到不同提升?特别是双冷源三塔系统?系统热效率由改造前的?提升

2、至?个供暖期的天然气节气量达到?单冷源两塔系统?双冷源两塔系统?双冷源三塔系统的增量投资回收期分别为?双冷源三塔系统的经济性最佳?关键词?蒸汽泵?烟气余热回收?技术经济性中图分类号?文献标志码?文章编号?概述蒸汽泵?烟气余热回收系统?是一种基于换热器的湿法余热回收技术?通过烟气与循环水直接接触?空气与循环水直接接触?实现高效传热传质?不仅将烟气余热转移至燃气锅炉助燃空气中?还可以显著提高助燃空气含湿量?烟气露点也随之提高?为在较高温度冷源条件下回收烟气潜热创造了有利条件?并有效降低燃气锅炉氮氧化物排放?文献?对蒸汽泵烟气余热回收系统进行理论分析?得到入塔烟气温度为?时?理论系统热效率可达到?排

3、烟温度为?以提高余热回收率?降低氮氧化物排放为目标?许多学者采用理论和实验手段对湿法余热回收技术进行了研究?分析热网回水温度?水气比等参数对余热回收的影响?优化换热器类型?布置方式?以及系统运行模式?虽然蒸汽泵烟气余热回收系统具有节能环保的优势?但系统改造费用高?除新增风机?水泵耗电量外?系统维护费用也有所增加?本文基于蒸汽泵烟气余热回收技术?将常规燃气锅炉供热系统改造为蒸汽泵烟气余热回收供热系统?介绍?种蒸汽泵烟气余热回收供热系统流程?测算蒸汽泵烟气余热回收供热系统节气量?增量投资回收期?评价系统改造经济性?文中压力均为绝对压力?蒸汽泵烟气余热回收技术与计算方法?蒸汽泵烟气余热回收技术蒸汽泵

4、烟气余热回收系统以循环水为中介?经过烟气热回收塔?简称烟气塔?空气加湿塔?简称空气塔?将烟气余热转移给助燃空气?在烟气塔中?循环水自上向下喷洒?烟气自下向上进入烟气塔后?在填料段与循环水直接接触放热降温?烟气中的水蒸气凝结释放潜热?循环水吸热升温?烟气中水蒸气凝结后进入循环水?循环水流量增大?自烟气塔底排出后进入空气塔?用于助燃空气加湿预热?烟气降温除湿后自烟气塔顶排出?通过烟囱排至大气?第?卷?第?期?年?月煤 气 与 热 力?在空气塔中?来自烟气塔底的循环水进入空气塔顶?与由空气塔下部进入的低温空气在填料段中直接接触?空气被加热?含湿量增大?湿空气达到预定温度和含湿量后自塔顶排出?进入燃气

5、锅炉燃烧器?循环水汇集到空气塔底部?少量循环水排出系统?大部分返回烟气塔?用于烟气降温除湿?计算方法根据换热装置进出口物料焓差?质量流量?计算换热装置的换热功率?采用?进行流程模拟?水和水蒸气物性采用?空气?烟气物性采用?采用?模块模拟天然气燃烧?过剩空气系数取?天然气组成见表?表?天然气组成组分体积分数?水?水?烟气?水换热均采用?模块?换热损失均取?烟气塔?空气塔采用自定义模块?根据文献?建立塔内流动?传热传质数值模型?采用向前差分求解?风机?水泵等采用压缩模块?全效率取?一级管网供回水压力取?二级管网供水压力取?回水压力取?锅炉排烟压力?烟气塔进塔烟气压力?塔顶排烟压力?空气塔入塔空气压

6、力?出塔助燃空气压力?不考虑管道散热损失?供热系统?改造前供热系统改造前供热系统流程见图?天然气与助燃空气混合后经燃烧器燃烧放热?将一级管网回水由?加热至?燃气锅炉排烟温度为?在一二级管网板式换热器中?一级管网供水将二级管网回水由?加热至?系统供热量?为一二级管网板式换热器二级侧换热功率?为?系统热效率?为一二级管网板式换热器二级侧换热功率与锅炉输入燃料热功率之比?为?图?改造前供热系统流程?改造后供热系统?单冷源两塔系统单冷源两塔蒸汽泵烟气余热回收供热系统?简称单冷源两塔系统?流程见图?锅炉排烟?经烟气冷却器降温至?后进入蒸汽泵烟气余热回收系统?单冷源两塔蒸汽泵烟气余热回收系统以空气作为单一冷源?二级管网回水分为两部分?一部分在烟气冷却器中被烟气预热至?然后与剩余二级管网回水混合?进入一二级管网板式换热器?被一级管网供水加热至?双冷源两塔系统燃气锅炉排烟含有大量潜热?以空气作为单一冷源时?由于空气加湿预热所需热量有限?易导致实际回收的余热量不足以将排烟降至较低温度?难以获得更高的系统热效率?因此?需要添加其他冷源?与空气共同吸收更多的烟气余热?构成双冷源蒸汽泵烟气余热回收系统?将二级