锅炉冷渣机热量回收利用的研究与应用

刘国强 李云

【摘  要】论文对循环流化床锅炉高温炉渣的显热进行了研究，提出了回收方案，进行了性能测试和效益核算，并得出了相关结论。

【Abstract】The sensible heat of high temperature slag of circulating fluidized bed boiler is studied in this paper， the recovery scheme is put forward， the performance test and benefit accounting are carried out， and the relevant conclusion is drawn.

【關键词】锅炉;炉渣;显热;回收

【Keywords】 boiler; slag; sensible heat; recycling

【中图分类号】TK223                                          【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）08-0183-02

1 引言

陕西北元集团锦源化工有限公司2×25MW凝汽式汽轮发电机组配套两台型号为TG-130/3.82-M10的中温中压循环流化床锅炉，单台锅炉设计两台型号为SYS-07的冷渣机。锅炉燃烧后的高温炉渣（850℃左右）进入冷渣机通过除盐水进行冷却，由除盐水将高温炉渣的显热带走，再利用换热器由循环冷却水将除盐水的热量带走，最终由循环水将该部分热量带入循环水冷却塔，排入大气，炉渣的显热没有得到回收利用。一方面影响了锅炉的热效率，另一方面增加了循环水的负荷和蒸发量，造成水资源的浪费和环境的热污染，而且采用闭式的除盐水进行循环换热，换热器会随着运行时间的增加冷却效果逐渐降低，造成冷渣机排出的炉渣温度升高，导致锅炉链斗机受热变形，间接造成设备故障，增加检修频次和维护的费用。所以，锅炉高温炉渣显热的回收利用对节能减排、提高发电机组整体的热效率十分重要。

2 改造方案

利用除盐水回收锅炉高温炉渣的显热，除盐水在锅炉冷渣机内吸热升温后，直接送至锅炉的补水系统。升温后的除盐水供至锅炉补水系统后，可减少加热该部分除盐水的汽轮机抽汽量，提高锅炉的效率，降低煤耗，并且可增加发电量，提高了发电机组的整体热效率。锅炉冷渣机冷却系统改造前、后如下图1、图2所示。

3 性能测试数据汇总

优化改造完成后，对系统进行了彻底清洗置换，水质检测合格，达到锅炉给水指标的要求后，投入优化改造的新系统运行。为了进行锅炉炉渣热量回收的性能测试，对2020年7月10日至2020年8月9日期间锅炉冷渣机回收的除盐水各项指标进行了监测和统计，详细数据见下表1。

该统计期内受锅炉燃料的配比影响，日产生的炉渣量变化较大，锅炉冷渣机的运行时间不同，所以日回收的除盐水量也不同。从表1可以看出，2020年7月17日除盐水回收最少，共12.2吨，2020年7月11日除盐水回收量最多，共95.88吨，统计期内除盐水平均进水温度为22℃，平均回水温度为39℃，除盐水通过锅炉冷渣机后温升为17℃，共回收1512.4吨锅炉冷渣机升温后的除盐水，即减少了约1512.4吨除氧器的除盐水补水。

4 经济效益核算

第一，根据统计的数据核算统计期内的效益，通过公式（1）进行核算[1]。

Q=mc（t2-t1）           （1）

式中：

Q——热量，单位为kJ;

m——质量，单位为kg;

c——水的比热，查表得c为4.2kJ/kg·K;

t1——除盐水的进水温度，单位为℃;

t2——除盐水的回水温度，单位为℃;

由式（1）得：

Q=1512.4*103*4.2*（39-22）kJ

=107.99*106kJ

即，统计期内共回收107.99*106kJ的热量。

第二，新系统投运后，供冷渣机除盐水冷却的换热器退出运行，合计减少约20t/h的循环水量，降低了循环泵的电耗，同时循环水的蒸发损失也得到了减少。

5 改造后的优点

①改造后能够有效回收锅炉炉渣的高温显热，提高补水系统的温度，减少了汽轮机抽汽量，增加了发电量。

②改造后能够有效提高冷渣机运转率，避免了锅炉高负荷运行时排渣量过大，换热器换热能力不足等，导致冷渣机回水温度过高的问题，致使冷渣机无法正常运行，逼迫锅炉降负荷运行或调整燃料配比。

③改造后避免了除盐水的外排浪费损失，降低了因冷渣机排出高温炉渣而导致锅炉链斗机受热变形的问题。前期，因掺烧矸石煤比例大且长时间高负荷运行，冷渣机的运行率相对较高，冷渣水箱内除盐水循环换热，除盐水的温度会随着冷渣机运行时间的增加而逐渐升高，进而需要进行大量换水。

6 结论

综合上述数据核算和整体经济性分析，本次优化改造有较好的经济效益，提高了冷渣机的运转率，降低了链斗机维修频次及维护费用。同时，热量回收后，提高了发电量，减少了燃料的消耗，间接地减少了二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物的排放总量，达到节能减排的目的[2]。

【参考文献】

【1】李文超.电厂锅炉冷渣机余热利用[J].城市建设理论研究（电子版），2018（23）：1.

【2】于慧鹏，刘宝玉，万逵芳，等.电厂锅炉高温炉渣余热回收利用技术[J].辽宁石油化工大学学报，2013，33（01）：43-47.