閃蒸發電

閃蒸發電

建設部甲級設計資質的無錫東方環境東方環保是從事冶金行業高溫煙氣及二次能源的諮詢、規劃、治理的系統集成商。承接負能除塵、冶金煙氣治理除塵、冶金餘熱回收利用、煉鋼餘熱梯級利用和餘熱發電等餘熱綜合利用工程,生產袋式除塵器和脈衝除塵器及煙氣捕集裝置。承包轉爐一次煙氣全乾法餘熱回收除塵工程、冶金餘熱發電及脫硫脫硝除塵工程、進行環保設施運營管理。

概述

閃蒸發電技術是一種能最大限度地利用中、低溫餘熱的純餘熱利用發電技術,主要以200℃~500℃的低溫廢氣作為熱源,通過余熱鍋爐生產出過熱蒸汽和一定量的飽和水,將低品位低溫熱能,通過閃蒸系統生產出飽和蒸汽,與過熱蒸汽一起進入多參數汽輪機作功發電,增加餘熱發電功率,此技術比常規技術多發電10~30%左右。
蒸汽/熱水閃蒸複合發電技術是一種能最大限度地利用中、低溫餘熱的純餘熱利用型發電技術。該技術主要以200℃~500℃的低溫廢氣作為熱源,通過餘熱鍋爐生產出過熱蒸汽和一定量的飽和水,將常規發電系統無法利用的部分低品位低溫熱能,通過閃蒸系統生產出飽和蒸汽,與過熱蒸汽一起進入多參數汽輪機作功發電,從而增加餘熱發電功率。採用此項技術一般可比常規技術多發電10%左右。

技術原理

1、工藝流程
給水經給水泵進入餘熱鍋爐,經廢氣加熱後,一部分變為過熱蒸汽,進入汽輪機作功發電。另一部分經餘熱鍋爐低溫段加熱後,產生熱水(飽和水),這部分熱水進入閃蒸器,經一級擴容閃蒸出一定量的低壓飽和蒸氣,進入汽輪機相應低壓進汽口作功發電。閃蒸器內的飽和水進入除氧器,與冷凝水一起經除氧後由給水泵供給鍋爐,實現一個完整的熱力循環。
2、閃蒸系統高效率技術原理
常規餘熱發電系統與蒸汽/熱水閃蒸複合發電系統的餘熱利用情況如圖1所示。BCDE為常規蒸汽餘熱鍋爐的介質吸熱特性, ACDE為複合發電餘熱鍋爐的工質吸熱特性。圖中取兩種鍋爐的介質始飽和溫度(C點)相同,C點與所對應煙氣c點的溫差稱之為窄點溫差。從圖中看出,兩種系統的工質吸熱曲線自C點後(CDE)重合,即過熱蒸汽參數相同,過熱蒸汽量相等;而兩種系統在低溫段(C點前)所利用的熱量差異較大。常規餘熱爐將59.5噸產生蒸汽的水自105℃加熱到 249 .2℃(飽和溫度),使煙氣自269.2℃降為209℃排出;而蒸汽/熱水閃蒸系統則將143t水自68℃加熱到249.2(飽和溫度),相應的煙氣自269.2℃降為100℃,比常規系統多利用餘熱1666×104kcal/h,即煙氣曲線中的ab段。是常規蒸汽餘熱鍋爐一次餘熱利用率的1.40倍。

工藝系統

與常規火力發電系統不同的是,蒸汽/熱水閃蒸複合發電系統引入了閃蒸器。給水經給水泵進入餘熱鍋爐後, 其中的一部分被廢氣餘熱直接加熱為過熱蒸汽,進入汽輪機做功發電。另一部分經餘熱鍋爐低溫段加熱後,產生一定壓力下的熱水,這部分熱水進入閃蒸器,生產出一定量的低壓飽和蒸汽,進入汽輪機相應的低壓級做功發電。閃蒸器產生的飽和水進入除氧器(或水箱),與冷凝水一起經除氧後由給水泵供給鍋爐,實現一個完整的熱力循環。
在這一工藝流程中,引入閃蒸系統,使排煙溫度降到90℃左右,大大提高了餘熱利用率。同時由於增加了閃蒸系統,可通過調節系統循環水量來較大範圍地適應水泥窯(尤其窯頭)廢氣參數的大幅波動,提高系統運行的可靠性和穩定性。
根據水泥窯的特點及餘熱發電系統工藝設計要求,採用一窯兩爐一機加一台閃蒸器的設備配置方式。餘熱鍋爐的過熱蒸汽匯合後直接進入汽輪發電機組發電;餘熱鍋爐所產生的多餘熱水共同進入閃蒸器,閃蒸出來的飽和蒸汽進入汽輪發電機組的低壓級作功發電。
兩爐一機方案是在綜合考慮了投資、廢氣成分、系統複雜程度、可靠性、運行可操作性等因素後確定的最佳方案。其優點主要體現在:
系統簡單,投資降低且便於管理;單機容量增大,汽輪發電機組效率提高。

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