技术分析 | 增湿式烟气余热回收技术(进气加湿)优缺点分析
发布时间:2024-08-19

增湿式烟气余热回收技术采用进气加湿的方式提高烟气露点温度,利用热网水直接吸收烟气热量,再利用冷空气对尾部烟气降温降湿。该系统取消了吸收式热泵,成本大幅度降低,但同时对原系统带来较大的影响。增湿式烟气余热回收技术的流程如下图所示:

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增湿式烟气余热回收技术利用了锅炉内部的燃烧过程,新增烟气一级冷凝器、烟气二级冷凝器和空气加湿器三大主要设备及相应的辅助设备,系统流程如下:

一、将助燃空气预热加湿,经过炉膛燃烧后,烟气的水蒸气含量增加,相应的提高了烟气露点温度。

二、锅炉排烟的露点温度高于热网回水温度,热网回水在一级换热器与高温高湿烟气换热,升温后的热网水再进入原锅炉系统加热。

三、经过一级冷凝器的饱和烟气进入二级冷凝器,被低温水喷淋降温后排出;低温水被加热后经水泵打入空气加湿器。

四、高温水进入空气加湿器喷淋,蒸发降温后经水泵打回二级冷凝器;助燃冷空气吸收水蒸气,形成高湿空气进入锅炉,继续下一个循环。

增湿式烟气余热回收系统虽然实现了低成本余热回收的效果,但是存在几个明显的弊端,整个生命周期内的成本反而大幅度升高:

第一,尾部烟道腐蚀和磨损加剧,锅炉使用寿命降低:采用该技术后,炉膛内的湿度增加,尾部烟道更容易发生冷凝现象,腐蚀加剧;烟气流量增加,流速加快,尾部烟道的磨损加剧。这两点增加了锅炉的检修频率、降低了使用寿命。

第二,锅炉本体最大出力降低,对电站锅炉、蒸汽锅炉影响尤为明显:回收烟气余热提高了燃料利用效率和总供热能力,但锅炉本体的最大出力能力降低,一是因为空气加热加湿后,体积增大,原有引风机无法送入足够的空气;二是锅炉内部通道按照常规烟气量设计,增湿后烟气量增加,出现瓶颈,炉膛压力升高,锅炉本体最大出力下降。

第三,热网回水温度对余热回收效率影响巨大:该技术对热网回水温度非常敏感,热网回水温度升高,热网水取热量受限,饱和烟气温度升高,而助燃空气无法吸收足够的热量和水蒸气,余热回收能力严重下降。更重要的是,热网回水温度最高时,热负荷最大,此时余热回收量下降,甚至无法回收余热,严重影响供热质量。

第四,系统控制难度加大:该系统利用助燃空气实现烟气余热深度回收,增加了系统控制难度。助燃空气量同时受到锅炉风机和余热回收系统风机影响,容易造成锅炉过量空气系数变化、烟气成分变化、污染物含量变化、负荷降低等问题。

结合上述优缺点,使用蒸汽发电的热电厂、大中型供热热源不宜采用增湿式烟气余热回收技术,更适合使用成熟稳定的“吸收式热泵+喷淋式换热”技术。只有在设计阶段与锅炉进行一体化考虑,才能解决上述问题,使增湿式烟气余热回收技术发挥最大的优势。

本文来源:“低碳传送器”微信公众号


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