烟气余热利用的节能分析及计算方法

吕海生，耿文峰，席庆宇，李 强，郭 涛刘冠杰，江建忠，徐正泉，肖 平

(1.中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京 102209；2.华能白山煤矸石发电有限公司，北京 134700；3.北京市低质燃料高效清洁利用工程技术研究中心，北京 102209)

烟气余热利用的节能分析及计算方法

吕海生1，3，耿文峰2，席庆宇2，李 强1，3，郭 涛1，3刘冠杰1，3，江建忠1，3，徐正泉1，3，肖 平1，3

(1.中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，北京 102209；2.华能白山煤矸石发电有限公司，北京 134700；3.北京市低质燃料高效清洁利用工程技术研究中心，北京 102209)

响应国家节能减排政策，烟气余热利用技术应用发展迅速，利用方式及热力系统大概分为三种，加热凝结水、一二次冷风和热网循环水，热力系统的不同节能计算方法也不同，本文提出了各方式的节能收益计算方法。

节能分析；计算方法

0 引 言

随着国家节能减排政策的深入实施，烟气余热利用项目广泛开展，余热利用方式多种多样，包括加热凝结水、一二次冷风和热网循环水等，介质不同，各利用方式热力系统也不同，取得的经济效益计算方法值得比较研究。因此，本文研究的烟气余热利用节能分析及计算方法意义重大。

1 烟气余热利用节能分析及计算方法

已运行锅炉机组实际排烟温度往往高于设计值，新建机组排烟温度设计值一般也高于130 ℃，因此，排烟余热利用空间巨大。近年来，随着烟气余热利用技术水平的提升，排烟温度可以降低到90 ℃。烟气余热利用效益显而易见，但必须保证烟气余热利用设备自身的可靠性，由此派生了多种热力系统，具有代表性有三种：一、加热凝结水的热力系统；二、加热一二次冷风的热力系统；三、加热热网循环水的热力系统。下面论述各热力系统节能效果的计算方法。

1.1 加热凝结水

图1

首先，制定回热系统热力系统图，分别计算各点焓值，比如#3加热器排挤1 kg抽汽，则返回汽轮机的作功量等于：

(1)

简化后：

(2)

(3)

(4)

热耗率：q=dQ

(5)

式中:Nd为电功率；ηjx为机械效率；ηd为电机效率。

发电标准煤耗率：

(6)

式中:ηgd为管道效率；ηg为锅炉效率。

1.2 加热一二次冷风

加热一二次冷风时，将烟气余热回收到了锅炉内，因此衡量经济效益的指标是锅炉效率，锅炉效率除按GB10184标准计算外，排烟温度应以烟气余热利用设备出口的排烟温度为准，即新排烟温度txpy。

图2

烟气余热利用后实际排烟温度由原来的tpy变为新的排烟温度txpy，排烟温度降低后，锅炉效率提高，锅炉效率计算方法如下：

用反平衡法计算锅炉效率，排烟损失：

(7)

当采用烟气余热利用技术后，利用txpy代替tpy计算q2，由此锅炉效率提高，锅炉效率ηg=1-q2-q3-q4-q5-q6-q7，最终经济指标发电标准煤耗率计算方法为：

(8)

1.3 加热热网循环水

加热热网水有两种情况，一种是烟气余热利用设备与热网加热器串联，另一种是烟气余热利用设备与热网加热器并联，加热后的热网循环水直接对外供热。

第一种情况：排挤汽轮机3段或4段抽汽，相比加热凝结水方案汽轮机作功增加，衡量经济效益的计算方法为如2.1条所示的等效焓降法。

第二种情况：从热侧计算，即由热价和对外供热量计算经济收益。从煤侧计算，即由供热煤率和标煤价计算经济效益。

由烟气余热利用系统热平衡计算可以得出热网循环水吸热量为Qrw(MW)，对外供热热价为Y(元/GJ)，供热利用运行小时数为h(小时)，则经济效益等于3.6QrwhY(元)。

2 结束语

(1)烟气余热利用方式有加热凝结水、加热一二次冷风和热网循环水等，各利用方式的热力系统不同，余热利用经济性也不同。

(2)文中提出了各热力系统的余热利用经济性计算方法，加热凝结水时采用等效焓降法计算，加热一二次冷风时采用计算锅炉效率和标准煤耗率的方法，加热热网循环水时存在两种情况，排挤热网加热器抽汽时采用等效焓降法，直接对外供热时，计算经济效益有两种方法，一是从煤侧来计算，一是从热侧来计算。

(3)提出的计算方法适用于各种烟气余热利用技术的经济效益计算。

Energy Saving Analysis and Calculation Method for Flue Gas Waste Heat Utilization

LV Hai-sheng1,3, GENG Wen-feng2, XI Qing-yu2, LI Qiang1,3, GUO Tao1,3,LIU Guan-jie1,3, JIANG Jian-zhong1,3, XU Zheng-liang1,3, XIAO Ping1,3

(1. Huaneng Clean Energy Research Institute, Beijing 102209, China;2. Huaneng Baishan Coal Gangue Power Generation Co. Ltd. Beijing 134700, China;3. Beijing Research Center of High Efficiency and Clean Utilization Engineering Technology for Low Quality Fuel, Beijing 102209, China.)

In response to the national energy-saving and emission reduction policies, The development is rapid of waste heat of flue gas utilization technology application, the thermodynamic system roughly divided into three kinds, which have kinds of heating condensation water, one or two cold wind and heat supply network circulating water, for different thermodynamic system energy saving calculation methods are different, this paper put forward the calculation method of energy-saving.

Energy saving analysis; Calculation method

2015-03-18

2015-04-10

吕海生(1979-)，内蒙古赤峰人，高级工程师，主要从事清洁煤发电、节能及污染物控制技术研究，本文章依托“复合相变换热器技术开发及节能、节水系统应用设计研究”项目。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.05.010

TK229.3

B

1009-3230(2015)05-0027-03