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锅炉连续排污水废热利用技术与经济性分析
摘 要：在电站锅炉的实际生产运行过程中，为保证机组运行的安全性和高效性，自然循环汽包锅炉必须不断地进行排污。自然循环汽包锅炉的排污，不仅对机组的补水率有很大的影响，同时也影响机组的经济性。如何充分利用锅炉排污损失的能量，也是火电机组节能减排的重要研究课题之一。本文分析了锅炉连续排污对机组经济性的影响，介绍了三种排污水废热回收利用技术并分析其经济性。 关键词：电站锅炉；连续排污；废热利用；经济性分析
0 引言
在电站锅炉的运行中，为了保证机组运行的安全性和高效性，必须使锅水的水质符合标准要求，为了使锅炉工质中的杂质维持在一定的限度之内，自然循环汽包锅炉必须不断地进行排污，排出含盐量、碱度较高的锅水及沉积的水渣、污泥等沉积物。自然循环汽包锅炉的排污，不仅对机组的补水率有很大的影响，同时也影响机组的经济性。排污方式有定期排污和连续排污，连续排污要求连续不断的从含盐量、碱度最高的部位将部分锅水排出，定期排污主要排出炉内水渣、泥污等沉积物，定期排污操作过程时间短，连续排污量占全部排污量的绝大部分，因此实现连续排污水的综合利用，充分利用锅炉连续排污损失的能量，也是火电机组节能减排的重要研究课题之一。本文通过分析锅炉连续排污对机组经济性的影响，说明进行连续排污废热回收利用的重要性，继而介绍了增设连续排污扩容器和用锅炉连续排污水供暖、增设移动蓄能器三种排污水废热回收利用技术并对其进行了经济性分析。
1 锅炉排污对机组经济性影响
锅炉排污，一方面造成机组工质的损失，增加补水率，最重要的是其中伴随着热量的损失，对机组的热经济性有很大的影响。
以一台1025t/h锅炉配套300MW机组为例[1]，假设定期排污、连续排污以及排污扩容器中的工质均为饱和状态，在机组出力为300MW的工况下，若机组的定期排污量为10t/h，则其引起装置经济性的变化量为0.4892%，相应的煤耗变化量为1.71g/kWh；若连续排污量也为10t/h，且假设排出的工质和热量不回收，则装置的经济性变化量为0.4802%，煤耗变化量为1.68 g/kWh，假如采用连续排污扩容器回收一部分工质和热量，则该装置经济性变化量为0.3026%，煤耗变化量为1.06 g/kWh。定期排污、连排工质回收和连排有扩容器的影响标煤量分别为2565、2520、1590t/年；增加的燃料费用分别为51.3、50.4、31.8万元/年；增加的运行费用分别为68.4、67.2、42.4万元/年。
2 连续排污水废热利用技术简介及经济性分析
可见，锅炉排污对机组经济性的影响是非常巨大的，因此，回收和利用这部分的能量是节能减排的重要方向之一。
(1)增设连续排污扩容器
镇江某火电厂UG-240/9.8-M2锅炉[2]，为了减少锅炉排污损失的水量和热量并加以利用，在锅炉排污系统中设置了单级LP-5.5(350℃)型连续排污扩容器蒸发系统。该系统通过将连续排污水引进扩容器，突然降压，使部分排污水蒸发变为二次蒸汽，将洁净的二次蒸汽送往除氧器补充其所需要的蒸汽，剩下的排污水通过面式换热器，利用其热量加热补给的给水。
锅炉连续排污利用系统给火电厂带来了包括排污水利用、工质回收补给水量减少等产生的经济效益。排污水利用产生的经济效益，不仅可以提高汽轮机组的热经济性，还提高了全厂的热经济性，降低发电煤耗。仍以镇江某火电厂UG-240/9.8-M2锅炉为例，按照年运行7000h计算，一台锅炉节约标煤量约为391t，按每t煤600元计算，则可节约燃料成本23.46万元，降低水处理费用约为5.5万元。由此可见，连续排污扩系统的使用，在技术上和经济上都是可行的，缺点是系统运行不稳定，热能回收还不够充分。
(2)锅炉连续排污水用于供暖
东南大学张宏祥等[3]以山西云冈热电有限公司为例，将锅炉连续排污水用于脱硫区域供暖。由于供暖系统对水质标准低，而连续排污水则是经过严格除盐、除氧处理的锅炉水，远远可以满足供热对水质的要求，而且用连续排污水进行供暖，供暖管道、设备不易生锈、结垢，便于维护。该供暖系统利用在连续排污扩容器中变为二次蒸汽送至除氧器被回收利用的剩余部分，经过疏水器送至脱硫区域供暖。利用温控阀和三通阀根据供暖回水温度调节送往脱硫区的供暖水量，回水温度低时，温控阀开度增大，增加进入供暖区域的水量，降低回水温度，多余的热量便直接排入排污坑，从而保证供给脱硫区域热量的稳定，供暖后的连续排污谁直接排放到排污坑。
为了防止脱硫区域各工艺车间及吸收区域浆液循环泵、水泵及石膏脱水机等脱硫设备冻坏，必须供暖。热源接口的方式有：1.接入老厂的供暖管网；2.从蒸汽联想引出蒸汽再经过换热机组进行供暖；3.从城市供热管网引出热水换热后供暖。这3种传统热源与利用连续排污水做热源初投资和运行费用汇总见表1。
表1传统热源与利用连续排污水做热源初投资和运行费用汇总表
由上表1可知，采用锅炉连续排污水供暖每年至少可减少运行费用12.4万元。而且采用这种方式供暖，不仅解决了老电厂脱硫区域的供暖问题，又减轻了连续排污的热污染问题，投资少，运行成本低。
(3)加装移动蓄能器
李志军等[4]研究了通过加装移动蓄能器对连续排污系统的废热进行回收利用。该蓄能器利用高密度蓄热相变材料的蓄热特性，将排污水引入移动蓄能器的蓄热装置，由分配器加热导热介质，再有导热介质加热蓄热单元，使其内部蓄热材料由固态加热到液态，实现热能的转化和储存，进而利用牵引车等送至热能用户供热。
通过对某电厂2台600MW的连排系统进行改造及安装移动蓄能器，2台机组每年回收的废热折合标煤约9696t，按每t煤价格600元计算，2台机组节约成本600万元，同时减排CO2约26179.2t，减轻了对环境的污染。
3 结语
对电厂发电厂的热力系统中，对电厂排放、泄漏的工质和废热进行回收利用，不仅是提高经济性和管理水平的重要工作，同时对节能减排、降低煤耗，进而减少对环境的污染和破坏的重要手段。锅炉连续排污不仅数量巨大，而且温度和压力较高，回收利用的经济价值也十分显著。尤其是随着火力发电厂机组容量的增加，对蒸汽品质要求和锅炉排污水压力的不断提高，锅炉排污水的数量和质量都在不断提高，因此研究锅炉连续排污水的废热利用对挖掘火力发电厂的节能潜力，降低其发电成本，提高电厂的经济效益具有十分重要的意义。
[参考文献]
[1] 翟培强.锅炉排污对机组经济性的影响[J].华中电力，2003(5)，23-24
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