1、.大同熱力公司鍋爐房改造項目煙氣余熱回收方案書四方節(jié)能裝備有限公司2017年5月專業(yè)資料 .1. 項目條件大同熱力公司鍋爐房改造項目，共安裝 3116MW燃?xì)鉄崴仩t， 本項目擬定加配煙氣余熱熱泵，回收鍋爐煙氣余熱。供暖時長（ * ）h3600額定制熱量（ *）MW3116鍋爐熱網(wǎng)設(shè)計水流量（* ）t/h3300鍋爐后是否配節(jié)能器是燃?xì)鈨r格（ * ）元 /Nm33價格電力價格（ * ）元 /kwh0.56單位面積供暖價格元/ 平米25表 1待改造鍋爐運行情況表名稱單位鍋爐房鍋爐節(jié)能器出口煙氣溫度80（實際運行值）鍋爐排煙總量312104Nm/h熱網(wǎng)水平均回水溫度50（實際運行值）表 3天然氣參

2、數(shù)鍋爐按燃用天然氣設(shè)計，天然氣發(fā)熱值如下：3低位發(fā)熱值Q=8200kcal/Nm2. 技術(shù)路線2.1深度回收煙氣余熱的必要性一般地，燃?xì)忮仩t的熱效率為 87%95%，該熱效率的計算是以天然氣低位熱值為基礎(chǔ)的。天然氣的高位熱量是燃燒時水蒸氣吸收的熱量，這部分熱量約為低位熱值的 8%，而這些熱量往往隨著煙氣排放至大氣中。如果可以將專業(yè)資料 .這部分熱量回收利用，那么燃?xì)獾臒嵝士梢猿^100%，最高可達(dá) 108%。天然氣的煙氣潔凈，含硫量極低，易于實施水蒸氣的冷凝。因此，深度回收燃?xì)忮仩t煙氣余熱，可使燃?xì)獾母呶粺嶂档靡岳茫茉葱首疃嗫商岣?15%。2.2傳統(tǒng)煙氣余熱回收方式煙氣余熱占我國工業(yè)余

3、熱總量的一半，因此煙氣余熱回收技術(shù)起步早、發(fā)展快，形成了多種多樣的煙氣余熱回收裝置，例如省煤器、空預(yù)器或節(jié)能器等等。無論何種形式，傳統(tǒng)煙氣余熱回收裝置均通過換熱的形式回收余熱。當(dāng)煙氣溫度較高時，可使用采暖回水、工藝補水等吸收煙氣余熱。當(dāng)煙氣溫度較低時，只能使用空氣或冷源循環(huán)水吸收煙氣余熱。 “氣 - 氣”換熱系數(shù)極低，換熱面積較大，成本高；冷源循環(huán)水來源較少，目前只有直供地板采暖循環(huán)水可以作為冷源循環(huán)水，有很大的局限性。另外，換熱時產(chǎn)生的冷凝水溶解煙氣中的硫氧化物、氮氧化物，形成酸性液體，對金屬換熱面產(chǎn)生強烈腐蝕，設(shè)備使用壽命無法保障。2.3 熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)是一種可以

4、將低溫?zé)煔庥酂徂D(zhuǎn)移到高溫?zé)崴械囊徽自O(shè)備，可將煙氣溫度降低至 30以下，回收絕大部分冷凝熱，從而使燃料的高位熱值得以利用，能源效率最多提高 15%。熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)可以制出 8090具有直接利用價值的熱水，可以應(yīng)用于各類使用天然氣的場合，如大型燃?xì)夤┡仩t、分布式能源、燃?xì)怆姀S余熱鍋爐等等，排煙量規(guī)模越大，節(jié)能減排的效益越好。專業(yè)資料 .2.4技術(shù)原理熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)由吸收式熱泵、換熱器和循環(huán)水泵組成。二級換熱器負(fù)責(zé)將煙氣中的余熱轉(zhuǎn)移至水中，吸收式熱泵負(fù)責(zé)將循環(huán)水中的余熱轉(zhuǎn)移至高溫?zé)崴小Ｍㄟ^這兩個步驟，煙氣低溫余熱便可轉(zhuǎn)移至高溫?zé)崴小Ｎ帐綗岜檬且环N可以將低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)移至高溫?zé)嵩粗?/p>

5、的設(shè)備。 其原理為，以溴化鋰濃溶液為吸收劑，水為蒸發(fā)劑，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點沸騰的特性，提取低位余熱源的熱量，通過吸收劑回收熱量并轉(zhuǎn)換制取工藝性或采暖用的熱水。與鍋爐相比，單效熱泵的熱效率可達(dá) 170%，是成熟、高效的節(jié)能產(chǎn)品。塔式換熱器是煙氣與水換熱的設(shè)備，換熱器中布滿填料，循環(huán)水自上噴淋，煙氣自下而上流動，煙氣和水直接接觸換熱。換熱過程中，煙氣的溫度下降至 30，熱量轉(zhuǎn)移至循環(huán)水中，成為吸收式熱泵的余熱源。煙氣中的水蒸氣和酸性可溶物也同時混入循環(huán)水中。通過水質(zhì)在線管理，可以保證循環(huán)水水質(zhì)滿足熱泵的使用要求。3. 技術(shù)方案3.1鍋爐現(xiàn)狀熱效率計算當(dāng)燃?xì)狻⑷紵龡l件確定時，排煙溫度與熱效

6、率存在一定的對應(yīng)關(guān)系。通過反平衡法，可以計算出燃?xì)忮仩t熱效率。反平衡法計算燃?xì)忮仩t熱效率公專業(yè)資料 .式為：=1 -q2-q3-q4-q5其中，q2 為排煙熱損失 = ( 排出煙氣比焓燃燒前空氣比焓) 煙氣質(zhì)量 / 燃?xì)獾臀粺嶂担ㄟ^查表、計算得到；q3為化學(xué)不完全燃燒熱損失，按照國家規(guī)范取1%；q4為機械不完全燃燒熱損失，按照國家規(guī)范取0%；q5為散熱損失，按照國家規(guī)范取 1.5%。本項目按以下已知和擬定條件計算：技術(shù)條件單位數(shù)值備注燃?xì)鉄嶂祂cal/Nm38200擬定燃?xì)鉁囟?0擬定燃?xì)馓細(xì)浠衔锂?dāng)量分子式CH參考準(zhǔn)格爾氣源0.983.96空氣過量系數(shù)1.196擬定空氣溫度20擬定排煙溫度

7、80設(shè)計排煙溫度按以上條件，查表、計算結(jié)果如下：熱損失數(shù)值備注q20.027計算值q30.01取值q40.00取值q50.01取值0.953計算結(jié)果同樣方法計算其他排煙溫度下熱效率，計算結(jié)果如下：表 天然氣熱效率與排煙溫度對應(yīng)表專業(yè)資料 .排煙溫度1308060503530熱效率 ( 低位）100%0.9290.9530.9630.9941.0481.060分析排煙現(xiàn)狀，鍋爐所配節(jié)能器，排煙溫度為 80，我們設(shè)計利用吸收式熱泵技術(shù)，繼續(xù)回收燃?xì)忮仩t煙氣余熱，并將其轉(zhuǎn)移到熱網(wǎng)回水中，降鍋爐排煙溫度降溫至 30。3.2鍋爐煙氣余熱計算燃?xì)庵饕煞譃樘細(xì)浠衔铮卷椖咳細(xì)饨M分參考準(zhǔn)格爾汽源，碳?xì)浠?/p>

8、物當(dāng)量分子式為 C0.98 H3.96 。可根據(jù)此分子式確定反應(yīng)方程及各成分摩爾數(shù)，進而計算煙氣各組分體積分?jǐn)?shù)。本項目條件下，改造后排煙溫度下降至 30，該熱源系統(tǒng)包括鍋爐、熱泵及配套的煙氣換熱器等設(shè)備。按照甲方的要求，改造后，鍋爐一級節(jié)能器后煙氣由 80降低至 30，總計回收余熱 12000kW。即單臺熱泵回收單臺鍋爐煙氣余熱 4000kW。3.3 設(shè)備選型根據(jù)理論計算和實際運行情況，本方案為 3 臺鍋爐配 3 臺吸熱量分別為4MW（制熱量 9.25MW）熱泵、 3 臺二級換熱器（每臺鍋爐配置一臺換熱器，換熱器的負(fù)荷為 12MW）以及其他配套設(shè)施等。工藝上，熱網(wǎng)回水經(jīng)熱網(wǎng)循環(huán)泵，進入熱泵機組

9、，然后再進入鍋爐。熱3泵總流量按 3300m/h 設(shè)計。熱泵按照以上計算， 本項目配套三臺單機容量為9.25MW的熱泵，熱泵參數(shù)如下：表 吸收式熱泵參數(shù)表型號RBY-9.25-80/30-50/57.3制熱量MW9.25專業(yè)資料 .入口溫度50熱出口溫度57.3水流量t/h1092.5壓力損失kPa110入口溫度40循出口溫度25環(huán)水流量t/h230壓力損失kPa170燃?xì)鉄嶂祂cal/Nm 38837.3(20 )燃?xì)夂牧?546.5燃Nm/h氣入口壓力kPa320初始排煙溫度180注：1. 該階段，標(biāo) (*) 項為估值，僅供參考。2.熱水、余熱水污垢系數(shù)為 8.6 10 -5 m2K/W。

10、3.熱水最高使用壓力為 1000kPa(Gauge)（暫定）, 余熱水最高使用壓力為 800kPa(Gauge) 。4. 機組負(fù)荷運行范圍為 10100負(fù)荷。3.3.2 二級換熱器表煙氣水換熱器參數(shù)表名稱單位數(shù)值入口溫度80出口溫度30煙氣357000流量Nm/h壓損Pa200進 / 出口溫度40/25水系統(tǒng)流量t/h230專業(yè)資料 .填料類型316L其他套1輔機設(shè)備3.3 工藝流程圖熱泵煙氣余熱回收系統(tǒng)按工作介質(zhì)可分為熱水系統(tǒng)和煙風(fēng)系統(tǒng)。熱水系統(tǒng)熱網(wǎng)回水母管進入鍋爐房后，經(jīng)熱網(wǎng)循環(huán)泵，分為2 路。其中 1 路進入3 臺鍋爐（和一級節(jié)能器） ，2 路進入熱泵（ 2 臺熱泵）。若原鍋爐房熱網(wǎng)循環(huán)

11、泵余量足夠，可不再增設(shè)熱網(wǎng)增壓泵，否則需增加熱網(wǎng)增壓泵。各節(jié)能器出水口分別連接對應(yīng)鍋爐入水管，入水管均設(shè)置閥門，任意鍋爐停運時，應(yīng)關(guān)閉對應(yīng)的入水管閥門。煙風(fēng)系統(tǒng)各鍋爐、熱泵的煙氣均依次進入節(jié)能器、二級換熱器，然后獨立排出。二級換熱器、余熱循環(huán)泵和熱泵組成余熱水循環(huán)回路。余熱循環(huán)水自熱泵出口后， 進入余熱水出水母管， 進入二級換熱器。 在二級換熱器內(nèi)換熱后，再由余熱水循環(huán)泵送入熱泵，完成煙氣余熱向熱泵的輸送。下圖是本項目煙氣余熱回收系統(tǒng)示意圖。專業(yè)資料 .專業(yè)資料 .3.5主要工程本項目為改造工程，按施工主要的工序，本項目主要工程量包括： 障礙物拆除、移位 開鑿熱泵、節(jié)能器、換熱器進場通道 澆筑

12、熱泵、換熱器及其他輔機設(shè)備基礎(chǔ) 母管上墻、就位 換熱器進場、制作支架、就位安裝 熱網(wǎng)增壓泵、余熱水循環(huán)泵、熱泵風(fēng)機進場，就位安裝 熱泵進場，就位安裝 電氣設(shè)備進場，就位安裝 煙道制作、連接 敷設(shè)支管、安裝閥門 儀表安裝 電氣安裝 收尾工作4. 投資估算本方案為和融熱力供熱有限公司 3 臺 116MW燃?xì)鉄崴仩t配套 3 臺吸熱量均為 4MW（制熱量 9.25MW）煙氣吸收式熱泵系統(tǒng)。按照熱泵市場價格估算項目投資費用，可初步分析項目投資回收期。表 投資估算名稱主要規(guī)格數(shù)量投資（萬元）1、設(shè)備費熱泵RBY-9.5-80/30-50/57.53 臺其他輔機熱泵配套3 套2、工程費工藝熱水系統(tǒng)、煙風(fēng)系

13、統(tǒng)1 項土建1 項電氣強電、弱電1 項專業(yè)資料 .儀表1 項其他拆改、恢復(fù)1 項3、合計小計1+21 項總計按照以上估算，本煙氣余熱回收工程業(yè)主自籌資金約萬元。專業(yè)資料 .5. 節(jié)能效益5.1改造后的基本效果煙氣方面，排煙溫度下降至 30，煙囪的“白霧”現(xiàn)象幾乎消失，大幅減少向大氣中排放的水蒸汽。5.2 節(jié)能經(jīng)濟效益本熱泵系統(tǒng)，回收燃?xì)鉄崴仩t排煙總熱量12MW，預(yù)計年回收余熱量為433 元/15.65 10 GJ，折合天然氣量為461.29 萬 Nm/ 年，天然氣對內(nèi)價格為3萬元。Nm，年經(jīng)濟收入約為 1383.886.環(huán)保效益該項目預(yù)計回收余熱量為15.65 104 GJ，折合標(biāo)煤量為 0

14、.59 104 t/ 年。每消耗 1 噸標(biāo)煤產(chǎn)生 2.62 噸 CO2 氣體，則每年可少排放CO2 1.55 萬噸；每消耗 1 噸標(biāo)煤產(chǎn)生 0.0085 噸 SO2 氣體，則每年可少排放 SO2 50 噸；每消耗 1 噸標(biāo)煤產(chǎn)生 0.0074 噸 NOx氣體，則每年可少排放 NOx 44 噸。表 6-1 該項目二氧化碳及有害氣體減排量CO2（萬噸 / 年） SO2（噸 / 年）NOx（噸 / 年）吸收式余熱熱泵機組減排量1.5550447. 社會效益樹立典范 以企業(yè)推動行業(yè)裕中能源利用熱泵技術(shù)回收循環(huán)水余熱進行采暖供熱項目不僅可行，而且有效。通過此技術(shù)，使得冷端循環(huán)水中的余熱得到利用，降低了電廠向環(huán)境的排放，節(jié)約了一次能源。該項目的實施，對于企業(yè)，可產(chǎn)生直接地、可觀的經(jīng)濟效益；對于熱泵技術(shù)，可再一次驗證這項新技術(shù)的效果，也為熱泵技術(shù)的應(yīng)用樹立了又一典范。而該項目的意義卻不