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能裝備有限公司2017年5月專業資料 .1. 項目條件大同熱力公司鍋爐房改造項目，共安裝 3116MW燃氣熱水鍋爐， 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鍋爐熱網設計水流量（* ）t/h3300鍋爐后是否配節能器是燃氣價格（ * ）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能器出口煙氣溫度80（實際運行值）鍋爐排煙總量312104Nm/h熱網水平均回水溫度50（實際運行值）表 3天然氣參

2、數鍋爐按燃用天然氣設計，天然氣發熱值如下：3低位發熱值Q=8200kcal/Nm2. 技術路線2.1深度回收煙氣余熱的必要性一般地，燃氣鍋爐的熱效率為 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。如果可以將專業資料 .這部分熱量回收利用，那么燃氣的熱效率可以超過100%，最高可達 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，深度回收燃氣鍋爐煙氣余熱，可使燃氣的高位熱值得以利用，能源效率最多可提高 15%。2.2傳統煙氣余熱回收方式煙氣余熱占我國工業余

3、熱總量的一半，因此煙氣余熱回收技術起步早、發展快，形成了多種多樣的煙氣余熱回收裝置，例如省煤器、空預器或節能器等等。無論何種形式，傳統煙氣余熱回收裝置均通過換熱的形式回收余熱。當煙氣溫度較高時，可使用采暖回水、工藝補水等吸收煙氣余熱。當煙氣溫度較低時，只能使用空氣或冷源循環水吸收煙氣余熱。 “氣 - 氣”換熱系數極低，換熱面積較大，成本高；冷源循環水來源較少，目前只有直供地板采暖循環水可以作為冷源循環水，有很大的局限性。另外，換熱時產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，對金屬換熱面產生強烈腐蝕，設備使用壽命無法保障。2.3 熱泵煙氣余熱回收系統熱泵煙氣余熱回收系統是一種可以

4、將低溫煙氣余熱轉移到高溫熱水中的一整套設備，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可以制出 8090具有直接利用價值的熱水，可以應用于各類使用天然氣的場合，如大型燃氣供暖鍋爐、分布式能源、燃氣電廠余熱鍋爐等等，排煙量規模越大，節能減排的效益越好。專業資料 .2.4技術原理熱泵煙氣余熱回收系統由吸收式熱泵、換熱器和循環水泵組成。二級換熱器負責將煙氣中的余熱轉移至水中，吸收式熱泵負責將循環水中的余熱轉移至高溫熱水中。通過這兩個步驟，煙氣低溫余熱便可轉移至高溫熱水中。吸收式熱泵是一種可以將低溫熱量轉移至高溫熱源中

5、的設備。 其原理為，以溴化鋰濃溶液為吸收劑，水為蒸發劑，利用水在低壓真空狀態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 170%，是成熟、高效的節能產品。塔式換熱器是煙氣與水換熱的設備，換熱器中布滿填料，循環水自上噴淋，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，熱量轉移至循環水中，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水中。通過水質在線管理，可以保證循環水水質滿足熱泵的使用要求。3. 技術方案3.1鍋爐現狀熱效率計算當燃氣、燃燒條件確定時，排煙溫度與熱效

6、率存在一定的對應關系。通過反平衡法，可以計算出燃氣鍋爐熱效率。反平衡法計算燃氣鍋爐熱效率公專業資料 .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) 煙氣質量 / 燃氣低位熱值，通過查表、計算得到；q3為化學不完全燃燒熱損失，按照國家規范取1%；q4為機械不完全燃燒熱損失，按照國家規范取0%；q5為散熱損失，按照國家規范取 1.5%。本項目按以下已知和擬定條件計算：技術條件單位數值備注燃氣熱值kcal/Nm38200擬定燃氣溫度20擬定燃氣碳氫化合物當量分子式CH參考準格爾氣源0.983.96空氣過量系數1.196擬定空氣溫度20擬定排煙溫度

7、80設計排煙溫度按以上條件，查表、計算結果如下：熱損失數值備注q20.027計算值q30.01取值q40.00取值q50.01取值0.953計算結果同樣方法計算其他排煙溫度下熱效率，計算結果如下：表 天然氣熱效率與排煙溫度對應表專業資料 .排煙溫度1308060503530熱效率 ( 低位）100%0.9290.9530.9630.9941.0481.060分析排煙現狀，鍋爐所配節能器，排煙溫度為 80，我們設計利用吸收式熱泵技術，繼續回收燃氣鍋爐煙氣余熱，并將其轉移到熱網回水中，降鍋爐排煙溫度降溫至 30。3.2鍋爐煙氣余熱計算燃氣主要成分為碳氫化合物，本項目燃氣組分參考準格爾汽源，碳氫化合

8、物當量分子式為 C0.98 H3.96 。可根據此分子式確定反應方程及各成分摩爾數，進而計算煙氣各組分體積分數。本項目條件下，改造后排煙溫度下降至 30，該熱源系統包括鍋爐、熱泵及配套的煙氣換熱器等設備。按照甲方的要求，改造后，鍋爐一級節能器后煙氣由 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 設備選型根據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，換熱器的負荷為 12MW）以及其他配套設施等。工藝上，熱網回水經熱網循環泵，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，熱泵參數如下：表 吸收式熱泵參數表型號RBY-9.25-80/30-50/57.3制熱量MW9.25專業資料 .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環水流量t/h230壓力損失kPa170燃氣熱值kcal/Nm 38837.3(20 )燃氣耗量3546.5燃Nm/h氣入口壓力kPa320初始排煙溫度180注：1. 該階段，標 (*) 項為估值，僅供參考。2.熱水、余熱水污垢系數為 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. 機組負荷運行范圍為 10100負荷。3.3.2 二級換熱器表煙氣水換熱器參數表名稱單位數值入口溫度80出口溫度30煙氣357000流量Nm/h壓損Pa200進 / 出口溫度40/25水系統流量t/h230專業資料 .填料類型316L其他套1輔機設備3.3 工藝流程圖熱泵煙氣余熱回收系統按工作介質可分為熱水系統和煙風系統。熱水系統熱網回水母管進入鍋爐房后，經熱網循環泵，分為2 路。其中 1 路進入3 臺鍋爐（和一級節能器） ，2 路進入熱泵（ 2 臺熱泵）。若原鍋爐房熱網循環

11、泵余量足夠，可不再增設熱網增壓泵，否則需增加熱網增壓泵。各節能器出水口分別連接對應鍋爐入水管，入水管均設置閥門，任意鍋爐停運時，應關閉對應的入水管閥門。煙風系統各鍋爐、熱泵的煙氣均依次進入節能器、二級換熱器，然后獨立排出。二級換熱器、余熱循環泵和熱泵組成余熱水循環回路。余熱循環水自熱泵出口后， 進入余熱水出水母管， 進入二級換熱器。 在二級換熱器內換熱后，再由余熱水循環泵送入熱泵，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示意圖。專業資料 .專業資料 .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、節能器、換熱器進場通道 澆筑

12、熱泵、換熱器及其他輔機設備基礎 母管上墻、就位 換熱器進場、制作支架、就位安裝 熱網增壓泵、余熱水循環泵、熱泵風機進場，就位安裝 熱泵進場，就位安裝 電氣設備進場，就位安裝 煙道制作、連接 敷設支管、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燃氣熱水鍋爐配套 3 臺吸熱量均為 4MW（制熱量 9.25MW）煙氣吸收式熱泵系統。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格數量投資（萬元）1、設備費熱泵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、煙風系

13、統1 項土建1 項電氣強電、弱電1 項專業資料 .儀表1 項其他拆改、恢復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主自籌資金約萬元。專業資料 .5. 節能效益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”現象幾乎消失，大幅減少向大氣中排放的水蒸汽。5.2 節能經濟效益本熱泵系統，回收燃氣熱水鍋爐排煙總熱量12MW，預計年回收余熱量為433 元/15.65 10 GJ，折合天然氣量為461.29 萬 Nm/ 年，天然氣對內價格為3萬元。Nm，年經濟收入約為 1383.886.環保效益該項目預計回收余熱量為15.65 104 GJ，折合標煤量為 0

14、.59 104 t/ 年。每消耗 1 噸標煤產生 2.62 噸 CO2 氣體，則每年可少排放CO2 1.55 萬噸；每消耗 1 噸標煤產生 0.0085 噸 SO2 氣體，則每年可少排放 SO2 50 噸；每消耗 1 噸標煤產生 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 以企業推動行業裕中能源利用熱泵技術回收循環水余熱進行采暖供熱項目不僅可行，而且有效。通過此技術，使得冷端循環水中的余熱得到利用，降低了電廠向環境的排放，節約了一次能源。該項目的實施，對于企業，可產生直接地、可觀的經濟效益；對于熱泵技術，可再一次驗證這項新技術的效果，也為熱泵技術的應用樹立了又一典范。而該項目的意義卻不