火力发电厂烟气余热利用的措施研究

(华电国际奉节发电厂 重庆 404600)

引言

火力发电厂的运作必然离不开燃烧，而燃烧同样也必然会存在烟气，而在往常火力发电厂对于烟气余热并不会加以利用。但基于现代科技的研究发现，烟气余热对于火力发电厂而言，具有很大的利用价值，能够有效的降低其能源消耗，实现更高的经济效益。此外，烟气余热的回收利用，还能降低对自然环境的污染，说明其中还包含很强的环保意义。

一、火力发电厂烟气余热利用概述

火力发电的原理在于燃烧的热能利用，而在燃烧时必然会出现烟气，基于烟气来源的高温，烟气的在散发过程当中也会带有相当规模的热能，进而造成了能源的损耗[1]。而在现代科技的发展下，火力发电厂逐渐重视对烟气热能的利用，进而研究出许多相关的技术，目的都在于将烟气中的热能利用与火力发电当中。利用烟气的热能作用于发电，在现代被成为余热发电或低温发电，其主要包括生产烟气、回收烟气、传输烟气等几个重要步骤，使火力发电能够在低温的条件下，同样产生相应的电能。

二、火力发电厂烟气余热利用现状

(一)排烟技术的改良。在传统火力发电中，排烟设备是必然存在的设备之一，传统的排烟设备目的就在于把烟气排出[2]。但基于烟气回收的角度上，这样的传统排烟设备，并不能起到降低余热的效果。基于传统设备的不足，有部分火电厂为了实现余热利用，参考了国外先进的排烟技术，开始采用自然风冷却排烟法，能够有效的实现降低余热的目的。

(二)余热利用方式。我国的火力发电厂的运行，多数都是利用锅炉燃烧煤的方式发电，也有小部分是采用天然气等其他材料实现发电，而根据发电方式的不同，其产生的烟气余热也不同，所以在回收利用的方式上存在一些差异。例如锅炉燃烧烟煤发电的方式，其运作时的温度较高，短时间内温度可达123℃，在此前提下多数火电厂采用了预热助燃空气、预热并干燥燃料等余热利用方式。

(三)余热利用研究重点。基于我国当前余热利用的现状分析，余热利用的情况相对良好，但余热烟气的附加属性例如腐蚀性、污染性，会对增设的余热利用设备造成侵蚀，减短设备的使用寿命。因此如何减低或抵抗烟气的腐蚀性、污染性，就是当前余热利用的研究重点。目前我国对于此点的研究相对较浅，多数火电厂只通过抗腐蚀材质的设备，来尽量延缓设备被烟气侵蚀的速度，属于治标不治本的措施。

(四)余热利用增设设备。当前多数采用了余热利用的火电厂，为了避免烟气回收温度过低的现象，会增设烟气回热加热器进行改善。此项设备的功能，就在于加热需要使用的回收烟气温度，同时降低回收时烟气的问题，进而实现降低烟气热能消散、保护回收烟气设备运行的重要功能。此外，此项设备可以增设多个，其功能互相不会冲突反而会叠加，主要根据火电厂自身经济水平与排烟规模而定。

三、使用烟气余热利用的基本条件

(一)设备的清洁维护。现代的火力发电厂多数使用燃煤的方式发电，而这样的方式会使得烟气当中产生灰尘，随着时间的推移，灰尘会逐渐覆盖在设备上，如长时间不清理，容易造成设备的老化、功能性受阻的现象，因此对于设备进行清洁维护工作，是必然需要的一项工作[3]。为保持设备的干净，需要通过人工拆洗的方式来深度的清理设备，如此此项工作的要点在于，对人工清洁意识的强调。

(二)防腐蚀工作。基于上述文中提到的烟气腐蚀问题，多数火电厂采用了防腐蚀材质设备，来减低设备被腐蚀的速度。但有小部分的火力发电厂，已经开始采用热水循环降低烧煤器温度的方式，来实现防腐蚀的工作目标。但参考国外案例发现，现代较为先进的防腐技术是低温省煤器的安装。将低温省煤器安装于烟气进出口的位置，能够有效的降低烟气的温度，或者将低温省煤器安装于烧煤设备之上，可以对燃烧时的烟气温度进行调节，从而实现防腐的目标。

此外，我国大多数的火力发电厂，在采用烟气余热利用时，普遍应用了降低排烟温度的措施。降低排烟温度的原理在于将锅炉改造，从而在有限的空间之内增设省煤器、空气预热器的受热面积，以此实现锅炉吸收热量的能力，达到降温的效果。但这种方式同样会出现腐蚀的现象，例如受热部位容易出现灰尘堆积等等。至此需要对此技术进行防腐改良，此点可以通过降低火焰中心温度、减小漏风量、增大煤粉的细度、燃烧时间的控制等方面实现，从而降低污垢侵蚀的速度。但在经济的角度上，这样的改造为了确保效果，需要大面积的对整体进行改良，会带来巨大的经济成本，而如果小幅度的改良，其产生的效果必然折损，对缩短维护成本有一定的影响，所以在采取此方式是，需要考虑这个经济矛盾上的问题，结合自身情况进行改造。

四、当前烟气余热利用的不足

(一)设备维护的不足。烟气余热利用的运行本身就需要多种专业性设备，通过多种设备的整体运行，才能实现燃烧发电、排烟等功能，而一旦某项设备出现了故障、异常，那么必然会带来整体运行的阻碍。因此从理论上来说，需要对设备进行仔细、认真的维护工作，但基于实际的现况中，多数火力发电厂的设备维护工作并不良好，主要原因在于工作人员对设备维护的重要性不理解。现代火力发电厂的员工多数都属于专业性工作人员，十分注重专业性的工作，进而对维护工作产生了轻视。

(二)技术实施较为落后。当前我国火力发电厂，在实施余热回收利用的技术时，整体上来看存在部分落后的现象，主要还依赖于设备的增加来实现余热利用，而成熟的余热利用技术，应当是在发电流程本身上实现的一种目标。依赖与设备增设的方式，会造成整体成本的提高，例如人工维护成本、设备检修成本、设备采购成本等等，出于长久使用的角度上，这样的方式的适用性较弱。

五、当前烟气余热利用的不足改善策略

(一)通过管理加强设备的维护。设备维护的工作对于余热回收利用而言，是一项十分重要的工作，但现代的火力发电厂员工，有许多都不重视对设备的维护，对烟气余热利用、火力发电整体运作都造成了不良的影响。而此点可以通过相应的管理制度来改善，管理制度中需要包含赏罚机制、工作内容。工作标准等等，如此将设备维护的工作与管理制度全面关联，可以增强员工对设备维护的重视度，有效的加强设备维护工作的质量。

(二)技术实施先进化。首先技术先进化涉及两个方面，分别是技术的研究、技术的引进，如此技术研究方面，首先需要了解当前火力发电厂中，烟气余热利用方面的不足，进而针对性的展开研究，从而逐渐使得设备品质提高，而对于设备引进方面，也需要结合自身的落后情况，去参考先进的案例，最终根据自身的经济条件实现技术先进化的目的。

六、结语

现代的火力发电厂，为了改善传统的能耗过大问题，开始注重烟气余热利用的技术实施。通过此项技术，能有效的降低火力发电厂能源的损耗。而此项技术的运行还需要在一定的基础条件下才能实施。通过现状的分析，当前烟气余热利用技术的实施当中，存在着许多不足，需要通过针对性的改善策略进行完善。

【参考文献】

[1]廖定荣.烟气余热利用在火力发电厂的应用价值[J]科技展望.2016(36):114

[2]王立恒,李涛.超超临界火力发电厂烟气余热利用系统研究[J]城市建设理论研究:电子版.2016,6 (8)

[3]罗宁,何青.1000 MW超超临界机组烟气余热集成利用技术研究[J]电力科学与工程.2017.33 (6):42-47