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云南丰普:锅炉烟气深冷技术
时间:2016-07-14  来源: 云南丰普  文章类别:投稿  作者:-
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核心提示:云南丰普科技有限公司的锅炉烟气深冷技术主要应用于燃煤锅炉,通过对锅炉烟道进行改造、加装换热设备、配套吹灰系统等一系列环节来实现对余热的回收利用。
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  一、适用范围:

  云南丰普科技有限公司的锅炉烟气深冷技术主要应用于燃煤锅炉,其烟气具有腐蚀性,含尘量高,通过对锅炉烟道进行改造、加装换热设备、配套吹灰系统等一系列环节来实现对余热的回收利用。

  二、技术内容:

  1. 锅炉烟气深冷技术

  1)将丰普热管换热器应用于锅炉末级换热器,对锅炉尾部烟道进行重新设计,回收余热提高锅炉热效率;

  2)将丰普热管换热器作为恒温器使用,调节锅炉负荷波动时的烟气温度,确保经过定温热管换热器之后的烟气温度在一定范围内保持稳定;

  3)优化生产工艺,对主体工艺进行重新设计。

  2.关键技术问题

  丰普热管换热器布置于锅炉空预器之后、脱硫塔之前烟道合适的位置,用来加热锅炉送风时作为暖风器,用来加热凝结水或补水时作为省煤器,其基本结构如下图所示。

图一:热管换热器基本结构

  暖风器与节能器的核心元件为换热热管,其结构如下图所示。

图二:暖风器与省煤器结构

  热管尺寸参数主要有热管管径、蒸发段长度、冷凝段长度、水冷套外径、翅片高度及间距等。将以上热管参数进行标准化,形成标准热管元件,在设计之初根据现场烟道布置情况、计算所需换热面积对热管进行选型。

  每台换热管换热器由若干根热管组成,根据回收热量的大小,热管数量少则数百根,多则数千根。将换热器进行模块化,即每个换热单元由同一型号的换热管束排列组成管箱,形成配置灵活、安装及运输方便的系列化产品。

  3、项目技术创新性

  解决锅炉烟气深冷过程中的露点腐蚀和积灰问题。

  云南丰普科技有限公司的低温技术主要应用于燃煤锅炉,其烟气具有腐蚀性,含尘量高。通过对锅炉烟道进行改造、加装换热设备、配套吹灰系统等一系列环节来实现对余热的回收利用,涉及传热、流动、材料、控制等多个领域,通过技术整合,最终实现三个目标:一是节能,余热得以深度利用;二是减排,配合除尘、脱硫等工艺降低污染排放;三是设备安全,依靠云南丰普科技有限公司定温启动热管的特性来解决低温腐蚀和积灰问题。

  余热的回收利用将通过两种方式来实现,一种是利用回收的余热对进入锅炉的冷空气进行加热,提高空气的物理热,从而提高锅炉效率;另一种是利用余热对低压加热器出口的凝结水或锅炉补水进行加热,减少除氧蒸汽消耗量,使更多的蒸汽通过汽轮机做工,增加汽轮机出力。

  针对各种不同容量、不同类型的锅炉,云南丰普科技有限公司将通过对产品的标准化、系列化来实现在不同条件下产品的灵活配置。对产品的性能、规格、材料、结构、检验方法等规定做出统一标准,优化设计过程,改善制造工艺,提高生产效率,同时也使产品便于运输、现场安装及运行维护。

  4、产品实现技术路线

  a.电站锅炉给水旁路系统改造

  针对440t/h及以上的锅炉改造,在锅炉附近空间允许的情况下,采用增加旁通烟道的设计方案,在设备运行过程中即可进行改造设备的安装施工。在锅炉的年检修期内完成与锅炉接口的安装施工,最大限度的降低改造过程对客户生产的影响,保证主体工艺的安全稳定运行,最大化回收余热,方案示意图见图三。

图三 电站锅炉给水旁路系统改造方案示意图

  b.工业锅炉末级换热器改造

  对220t/h及以下的动力锅炉,在进行发电的同时提供厂区的生产用汽,通过尾部换热器的改造,在锅炉年检修期内在尾部烟道中进行设备安安装施工,实现对锅炉热力系统重新平衡,替代汽轮机的部分高品质抽汽,增加汽轮机出力,方案示意图见图四。

图四 工业锅炉末级换热器改造方案示意图(改造前、后对比)

  c.供暖锅炉末级节能器改造

  对于供暖、供热锅炉,对烟气的余热进行利用,既可以最大化回收余热资源,也可在负荷波动的情况下,稳定排烟温度。由于供暖锅炉的年运行时间较短,在满足余热回收的前提下,采用节能器对给水进行预热,可以通过最简单、经济的方案实现对余热资源的利用,方案示意图见图五。

图五 供暖锅炉末级节能器改造方案示意图

  d.新建锅炉末级暖风器设计方案

  针对所有新建锅炉,在设计之初即将烟气得排烟温度进行重新设计,采用暖风器作为空预器的最末级换热器,加热冷空气,可以有效解决烟气的露点腐蚀问题,最大限度的回收烟气余热,具有最佳的经济效益以及最简单、安全可靠的技术优势,方案示意图见图六。

图六 新建锅炉末级暖风器设计方案示意图

  三、节能与温室气体减排效果:

  根据GB/T 17954-2007《工业锅炉经济运行》规定,目前有尾部换热面的燃煤蒸汽锅炉排烟温度需<180℃, 燃油、气蒸汽锅炉排烟温度需<160℃。目前锅炉排温度如表一所示,可以看出烟气余热未得到有效利用。

  使用公司定温热管换热器进行锅炉改造后,在进一步降低锅炉排烟温度到100℃,最大限度地回收烟气余热的前提下,可以保证锅炉安全运行。同时,当锅炉负荷波动时,还可稳定锅炉的排烟温度。由于进一步降低锅炉的烟气温度,预计可提高锅炉1~5%的热效率,经济效益可观。不同锅炉效益分析见表二、三。

表一 工业锅炉目前实际运行的排烟温度

表二 不同锅炉效益分析

表三 不同锅炉改造方案后节能参数表

   四、市场应用情况:

  1、北京温塔热力有限公司21MW(14MW)燃气热水锅炉节能项目

  项目类型:供暖锅炉改造

  市场售价:130万

  年节能量:83万元

  使用寿命:10年

  投运时间:2012年11月

  成本回收期:1.5年

  盈利模式:设备销售(EPC)

  项目利润率:35%

  2、云南泛亚能源科技有限公司(昆钢彩涂车间)节能项目

  项目类型:工业窑炉改造

  市场售价:48万元

  年节能量:70万元

  使用寿命:10年

  投运时间:2015年7月

  成本回收期:1年

  盈利模式:设备销售(EPC)

  项目利润率:40%

  3、普洱制盐分公司20T锅炉烟气系统节能改造项目

  项目类型:工业锅炉节能改造

  年节能量:60万元

  使用寿命:10年

  投运时间:2015年10月

  项目合同期:5年

  预计总收益:300万

  盈利模式:EMC合同能源管理

  项目利润率:43%

  4、威海南郊热电节能改造项目

  项目类型:供暖锅炉节能改造

  市场售价:240万元

  年节能量:104万元

  使用寿命:10年

  投运时间:2015年11月

  成本回收期:2.5年

  盈利模式:设备销售(EPC)

  项目利润率:30%

  五、成果转化推广前景:

  1、政策支持

  国务院办公厅《能源发展战略行动计划(2014-2020)年的通知》:2020年,现役燃煤发电机组改造后平均供电煤耗低于310克/千瓦时。

  李克强总理2015年12月2日主持召开国务院常务会议决定:在2020年前,对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造,使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克、新建电厂平均煤耗低于300克,对落后产能和不符合相关强制性标准要求的坚决淘汰关停。对超低排放和节能改造要加大政策激励。—新华社北京

  国家对燃煤锅炉的煤耗排放已进入强制性要求阶段,对落后产能和不符合相关强制性标准要求的坚决淘汰关停,因此节能减排尤其是燃煤锅炉的超低排放改造对企业来说势在必行,同时,国家对该项工作的政策支持也不断加大。

  现役设备运用丰普技术改造后能耗达到300克/千瓦时 ;新建设备运用丰普技术后能耗为298克/千瓦时 ,完全符合国家有关政策的要求。

  2、市场潜力

  云南丰普科技有限公司研制的丰普烟气深冷技术作为安全、高效、可长期连续运行的低低温节能系统,可广泛应用于化工、冶金、电力等行业的余热回收利用领域。将丰普烟气深冷技术应用于锅炉末级换热器,对锅炉进行重新设计,提高锅炉效率;或将丰普烟气深冷技术作为恒温器使用,调节波动负荷下的烟气温度,保证经过低低温技术换热系统之后的烟气温度在一定的范围;优化现有的生产工艺,对主体工艺进行重新设计。

  云南丰普科技有限公司的产品市场主要针对现有燃煤锅炉的改造及新建,燃煤锅炉的改造又分为发电锅炉、供暖锅炉和工业锅炉。据调查,2014年,年底全口径火电装机9.2亿千瓦,全口径发电量达5.5万亿千瓦时,折合30万千瓦机组3000台,排除装机容量过小、标煤价格过低等因素有改造价值的约有70%,改造费用约252亿元。2014年采暖面积120亿平方米,折合130吨/h锅炉10000台,其中有改造经济价值的锅炉约占50%,改造费用约为120亿元。 我国在用燃煤工业锅炉约47万余台,占在用工业锅炉80%以上,每年消耗标准煤约4亿吨,也有巨大的市场空间。因此燃煤锅炉改造市场潜力巨大,粗略估计超过300亿元。云南丰普科技有限公司的市场目标是占有率10%,花费10年时间每年完成1%的市场改造容量,每年约产生1亿元市场销售额。且因为该设备使用年限为10年左右,因此每年1亿元市场为稳定循环市场。

责任编辑:付鹏艳

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