垃圾焚烧发电厂中空气预热器的设计.docVIP

. Word文档 垃圾焚烧发电厂中空气预热器的设计 　　摘要： 以上海环境集团洛阳项目为例，分析了空气预热器一次风温及空气预热器出口风温的选择原因，探讨了各段加热蒸汽的选择及其合理性，具有较强的代表性。 　　关键词：空气预热器；风温；饱和蒸汽；过热蒸汽 　　中图分类号：TK5 文献标识码：B 文章编号：1674-9944（2015）01-0274-02 　　1 引言 　　空气预热器是利用蒸汽或者烟气余热来提高空气温度，以利于燃料的着火和燃烧的设备。它主要起以下几个方面作用：提高燃料的理论燃烧温度；保证必须的炉温；节约燃料；提高燃烧效率并降低钢材烧损；减少烟气排放量，有利环境保护；可用于空气温度的调节和烘干作用。空气预热器被广泛用于电力、石化、化工、冶金、食品等行业。 　　2 垃圾发电厂中空气预热器的选择 　　垃圾焚烧发电厂中空气预热器一般都采用蒸汽式预热器，主要是因为垃圾焚烧电厂烟气中酸性气体较多，在低温时极易造成低温腐蚀，因此空气预热器采用蒸汽加热。 　　空气预热器风温对垃圾稳定燃烧意义重大，不同的加热温度其投资和运行效果不同，因此，如何选择适宜的空气预热器风温是垃圾焚烧工程的技术难题之一。本文以上海环境集团洛阳项目的工况（3条日处理500t/d焚烧线，低位热值设计点为1600kCal/kg）为例，对此进行分析，以供类似工程参考。 　　3 空气预热器出口风温的选择 　　一次风预热器分两段加热：一级为低压加热段，采用汽轮机抽汽加热燃烧空气；二级为高压加热段，采用锅炉出口过热蒸汽或汽包饱和蒸汽加热燃烧空气。再循环烟气预热器采用锅炉出口过热蒸汽或汽包饱和蒸汽加热再循环烟气。 　　3.1 空预器一级出口风温的选择 　　一级出口风温越高，高压段需要的加热蒸汽越少，但汽轮机抽汽量则越大。高压加热段需要的蒸汽减少意味着汽轮机进汽量和发电量的增加，但汽轮机抽汽量越大也会降低汽轮机的发电量，另外一级出口风温也不能无限制地提高，为保证良好的换热效果和较小的设备外形尺寸，一般情况下，加热蒸汽进口压力下的饱和水温度应高于出口风温15℃以上为宜。 　　为便于运行组织，空预器一级出口风温最好靠近一个比较典型的一次风入炉温度。由此，对一级出口风温分别为140℃和178℃进行了经济技术比较：一级出口风温采用178℃方案可多发电264.5kW?h/h，按1kW?h0.59元计算，可增加效益156元/h。综合考虑焚烧厂用热情况，最终确定空气预热器一级出口风温为170℃。 　　3.2 空气预热器出口风温的选择 　　在通常垃圾热值在1000kCal/kg～2000kCal/kg的范围内所采用的温度情况，对空气预热器（包括再循环烟气预热器）出口风温分别为240℃和250℃进行了经济技术比较，比较内容（按单台炉计算）见表1。 　　表1 风温选型参考 　　比较项目 出口风温240℃ 出口风温250℃ 　　设备投资/万元 43.56 62.6 　　过热蒸汽消耗量/（t/h） A A+0.66 　　一次风机风压/Pa B B+300 　　一次风机功率/kW C C+18 　　烟气再循环风机风压/Pa D D+200 　　烟气再循环风机功率/kW E E+12 　　经计算得出与空气预热器出口温度采用240℃相比，采用250℃使3条焚烧线每年少售电42.5万元。在实际运行过程中，考虑到投资和运营成本，在低质垃圾情况下，可通过短时间投辅燃来实现稳定燃烧，所以如果高压段加热蒸汽采用锅炉出口过热蒸汽时，确定空气预热器出口风（烟）温采用240℃。 　　4 高压加热段加热蒸汽的选择 　　空气预热器通常采用管壳式换热器，运行过程中，必须有足够的热量和传热温差才能把空气加热至需要的温度，热量来自蒸汽变成凝结水过程中释放的热量，传热温差为蒸汽（或凝结水）与空气的温差。 　　锅炉出口的过热蒸汽和锅炉汽包内的饱和蒸汽均可作为空气预热器高压的段加热蒸汽。锅炉出口主蒸汽参数为4.0MPa（g）/400℃，汽包工作参数4.6 MPa（g）/260℃，这两种蒸汽用做换热器加热蒸汽时的特性见表2。 　　表2 工质焓熵表 　　蒸汽参数MPa（g）/℃ 4.0/400 4.8/262.7 　　过热蒸汽焓/（kJ/kg） 3202.5 / 　　饱和蒸汽焓/（kJ/kg） 2800.4 2795.0 　　饱和蒸汽、凝结水温度/℃ 250 267.2 　　饱和凝结水焓/（kJ/kg） 1087.4 1148.2 　　每kg蒸汽释放热量/kJ 2115.1 1646.8 　　空预器出口风温/℃ 240 240 　　空预器出口冷热介质温差/℃ 10 22.7 　　从