干货｜浅析低温余热发电的技术研究

  本文主要阐述了低温余热发电的技术特点，并着重分析了低温余热发电的单压、双压和闪蒸补汽三种系统及余热发电的三种主要设备。

  余热发电是利用燃料燃烧过程中多余的热能转换为电能的技术。余热发电不仅节能，同时有利于环境保护。余热发电具备如下特点：（1）以热定电。由于总系统热负荷是不稳定的，例如：有的生产是周期性的，有的高温产品和炉渣的排放是间断性，有的工艺生产虽然连续稳定，但热源提供的热量也会随着生产的波动而波动，因此余热发电需根据相关生产用热的余压量或生产的全部过程中产生的余热量来决定发电量。（2）热源含尘量大。含尘数量大超过一般的锅炉，容易粘结、积灰，从而对余热锅炉产生严重磨损和堵塞。余热锅炉入口前需进行除尘处理。（3）热源有腐蚀性。余热烟气中常常含有SO2等腐蚀性气体，在烟尘或炉渣中含有各种金属和非金属元素，这些物质都有可能对余热锅炉的炉膛及受热面产生高温腐蚀或低温腐蚀。（4）安装场地受限。由于受整个工厂系统等的限制，在设计安装余热发电系统时需统筹规划。

  单压系统是采用单压余热锅炉和单级进汽汽轮机的发电系统。这种系统组成简单，除氧水经给水泵依次进入余热锅炉内的省煤器、蒸发器、过热器最后进入汽轮机做功发电，一般单压系统余热锅炉排烟温度在110℃左右，SP炉排烟温度根据生料烘干温度要求。

  双压系统是采用双压余热锅炉和单级补汽的汽轮机发电系统。该系统按照能量梯级利用的原理，余热锅炉设置两个汽包，在受热面布置上顺着烟气流动同方向依次布置了高压过热段、高压蒸发段、高压省煤器、低压过热器、低压蒸发段、高压省煤器、低压省煤器，给水泵将除氧水分别升压到高、低压省煤器，进入两个压力不同的汽水循环在余热锅炉中生产两种不同压力的蒸汽：主蒸汽和低压蒸汽。低压蒸汽作为补汽进入汽轮机中部与主蒸汽一起推动汽轮机做功发电。由于采用这种双压结构，AQC锅炉排烟温度能降到90℃左右。

  闪蒸补汽系统是采用闪蒸补汽式汽轮机的发电系统。闪蒸原理是将较高压力及温度的热水等热源，经减压扩容，释放出所需的较低压力饱和蒸汽。给水经给水泵进入余热锅炉后，一部分热水经废气换热后生成过热蒸汽，接入汽轮机的主进汽口；另一部分高温度高压力欠饱和热水进入闪蒸器，生产出一定量的低压饱和蒸汽，进入汽轮机的低压补汽口，主蒸汽与低压蒸汽在汽轮机内做功发电。闪蒸器分离产生的大量饱和水进入除氧器，与汽轮机排出的冷凝水一起经除氧后由给水泵供给锅炉，形成一个完整的热力循环。AQC锅炉排烟温度可降低到90℃以下。

  余热锅炉是余热发电系统的关键设备和核心，如何将富含能量的热介质回收汇集以及引出进而通过余热锅炉进行能量转换是一个技术难点，余热锅炉本身的设计某些特定的程度上决定了余热回收利用的比例和彻底性。锅炉布置可分为立式、卧式两种。立式布置具有占地面积小、灰尘收集方便、烟气流动均匀、传热系数高的优点，但锅炉效率低于卧式锅炉，积灰以及积灰清除差于卧式，管束间易出现搭桥现象，耗钢量相对较大。因此锅炉布置需在考虑安装条件的基础后选择。由于热源含尘浓度大，为防止磨损的发生，采取了合理的流速设计，合理组织烟气动力场，使烟气流动均匀，避免局部过速磨损。同时粉尘粒度小，极易在锅炉受热面上积灰，导致传热系数下降，因此在锅炉设计时需考虑除灰。炉前需设置高效旋风除尘器或沉降室，除去大部分的粉尘。炉内受热面最好使用模式壁和光管结构，减少积灰的可能，并适当的增加受热面积，防止锅炉出力不足。在设计锅炉时还需设计清灰系统，目前多采用超声波吹灰、压缩气体吹灰和振打清灰。由于余热利用产生的蒸汽压力和流量不大的原因，蒸汽吹灰在余热发电中基本不使用，基本用机械振打除灰方式。

  余热发电汽轮机分为凝汽式和补汽式汽轮机，余热发电的补汽多为饱和蒸汽，导致汽轮机末几级相对湿度较大。这不仅增加了机组甩负荷时由于汽机负荷变化导致部件表面水膜闪蒸而引起的超速危险，而且造成汽轮机通流部件的严重侵蚀，汽轮机的安全将受到严重威胁，快速缩短机组常规使用的寿命，而且降低汽轮机的热效率。因此一定要采取有效的去湿措施减小蒸汽湿度，并对汽轮机零部件采取防侵蚀的措施来抵抗湿蒸汽的侵蚀，由此减少湿度大给机组带来的各种危害。可以在补汽进口前增加了防水滴滤网或汽水分离器，减少了进入汽缸内的水滴。通流设计时过加大静叶和动叶的轴间间隙使水滴能充分的雾化，能够大大减少动叶的腐蚀。汽缸下半设置疏水口，尽可能保证汽缸内壁形状平滑，确保通过重力作用使积水连续流动，通过底部疏水口或排汽管排出。末几级动叶片后设置去湿槽和捕水腔室，收集由于离心力和科氏力而向外飞出的沉积在动叶表面上的水分。在静止部套的中分面、连接突肩处镀不锈钢保护层防止湿蒸汽的缝隙侵蚀，末几级动叶片背弧顶部焊接整条的司太立合金片，动叶采用电火花强化处理以加强强度，达到防水蚀的目的。

  在余热发电中常用的是真空除氧和大气式除氧。真空除氧器是通过降低除氧器内压力，使气体在水中的溶解度降低，使水中的氧和其他气体析出。这种除氧方式能使水在低温沸腾，在除氧的同时不提高给水温度。因而对进口水温适应范围较广，凝结泵出口水可完全满足其工作需求，不需要加热抽汽。除氧器出水温度的高低，直接影响着锅炉的给水温度，进而影响锅炉的出力和排气温度，因此真空除氧器的选择既利用了低温段烟气，又避免了大气式热力除氧造成的系统复杂，较低的工作时候的温度更加有助于锅炉给水泵的正常运行。大气式除氧器对进口水温要求比较高，一般104℃，在余热发电系统中不设低压加热器，因此凝结泵出口水温度难以满足其工作要求，造成除氧效果不佳。如果在炉膛尾部再加设一级前置加热器来保证给水除氧效果，这便使锅炉受热面布置变得更复杂化，且该加热器受到的低温腐蚀也会非常严重，造成设备检修更换周期短。

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  推进工业能效提升是产业提质升级、实现高水平发展的内在要求，是降低工业领域碳排放，实现碳达峰、碳中和目标的重要方法，是培育形成绿色低碳发展新动能、促进工业经济稳步的增长的有效举措。（来源：微信公众号“能源评论首席能源观”作者：张玉琢郑海峰吴鹏）今年8月，工业与信息化部、国家发展改革委、生

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  北极星电力网获悉，10月26日，广州增城旺隆气电替代工程在旺隆热电厂举行开工仪式，标志着广州增城旺隆气电替代工程正式开工。据了解，该项目作为原旺隆热电厂煤电机组替代工程，在原址上建设2台460兆瓦级燃气-蒸汽联合循环调峰机组，以清洁能源天然气为燃料，采用国际先进的节能环保技术，项目投产后

  一不留神，2023只剩最后两个月，年初立的Flag进度怎么样了，是没有开始还是即将完成，奋进的大唐人拒绝拖延症，分分秒秒忙建设在“百日攻坚”、冲刺年度目标之际一块儿来看看我们的火电、风电、光伏等项目建设成果吧火电新余第二发电公司｜二期2×1000MW工程锚定建设“四优工程”，争创国优金奖目标，高

  近日，三峡集团发布湖北能源襄阳(宜城)2×1000MW超超临界燃煤机组工程EPC总承包暂估价项目2项相关招标。分别是移动滤油机装置和智慧仓储系统设备采购。详情如下：湖北能源襄阳(宜城)2×1000MW超超临界燃煤机组工程EPC总承包暂估价项目移动滤油机装置采购招标公告1．招标条件本招标项目湖北能源襄阳(宜

  11月1日，大唐集团发布【初步设计评审-2023年11月大唐江苏发电有限公司江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司二期2x1000MW煤电扩建工程】招标公告吕四港公司二期2×1000MW煤电扩建工程建设地点位于南通市下辖启东市吕四港镇东部，吕四港电厂西南侧扩建端，招标范围负责吕四港公司二期2×1000MW煤电扩建项

  为确保国家“十四五”能源规划有效落实，推动重点支撑性煤电项目加快核准建设，在红河电厂扩建工程全面开工建设的基础上，云南能源监管办进一步强化监督管理力度，全力督促推动开远小龙潭四期扩建工程加快核准进度，10月29日该项目取得云南省发展改革委核准批复，将为云南中长期电力保供提供有力支撑。开远

  北极星电力网获悉，10月21日，新疆华电天山绿色能源有限公司2*100万千瓦煤电项目1号锅炉钢架吊装全面展开，标志着哈密—重庆±800千伏特高压直流输电工程（简称“疆电入渝”工程）主电源电站进入了设施安装阶段。10月22日，新疆重能电力开发有限公司2*100万千瓦煤电项目加紧建设。目前，1号锅炉已经开

  10月31日中国华电党组书记、董事长江毅，党组副书记、董事、总经理叶向东在华电总部会见青海省委书记、省人大常委会主任陈刚，省委副书记、省长吴晓军并举行会谈。双方就进一步深化合作、加大在青投资力度、助力“四地”建设进行深入交流。青海省委常委、常务副省长王林虎，省委常委、省委秘书长朱向峰

  北极星电力网获悉，10月27日，大同市生态环境局发布中煤大同能源有限责任公司2×100万千瓦煤电“上大压小”项目报批前公示。该项目建设2×1000MW超超临界直接空冷燃煤发电机组，配套2×3220.3t/h超超临界煤粉锅炉。详情如下：中煤大同能源有限责任公司2×100万千瓦煤电“上大压小”项目报批前公示根据

  截至10月31日，国能（泉州）热电有限公司年累计完成发电量103.49亿千瓦时，同比增加8.15亿千瓦时，利用小时数达到5334小时，居全省主力火电厂第一，较全省主力火电机组平均值高1178小时。今年以来，该公司全面贯彻落实集团公司“41663”总体工作方针，积极开展抢发电量工作，提高市场营销意识，在区域

  截至10月26日，岱海发电公司2023年累计完成发电量已突破100亿千瓦时，环比去年提前六天突破了百亿千瓦时，实现连续安全生产6035天，圆满完成了“全国两会”、“迎峰度夏”、“中秋国庆双节保电”、“一带一路国际合作高峰论坛”等重大政治服务保障工作。作为“点对网”重点发电企业，岱海发电公司时刻

  截至2023年10月28日12时30分，海阳核电一期工程1、2号机组累计发电量突破1000亿度，等效节约原煤消耗4275万吨，减排二氧化碳8000万吨，有效改善了区域能源结构和生态环境，为山东省绿色低碳高水平质量的发展注入了强劲动能。海阳核电是山东省首个开工建设并投运的核电站，项目规划建设6台百万千万级核电机组

  截至10月26日，国能湖南新能源公司飞龙风电场年累计发电量达10004.5488万千瓦时，突破1亿千瓦时，较去年提前28天突破1亿大关，为打赢生产经营提质增效“百日大会战”提供充足能源保障。今年以来，该风场积极贯彻落实集团公司“3”+“41663”总体工作方针，加快推进安全生产规范化、标准化建设，以保安

  截至10月28日，国能湖南新能源公司风电年发电量达6亿千瓦时，同比增长15.94%，为完成全年发电目标任务奠定坚实基础。今年以来，该公司全面贯彻落实集团公司“41663”总体工作方针，紧紧围绕年度发电量这一生产经营核心目标任务，秉持“度电必争、度电必抢”的理念，积极开展各场站风机运维现状分析，不

  截至10月28日，国能晋江热电公司完成月度发电量3188万千瓦时，提前3天完成月度发电量任务。该公司牢牢抓住用电高峰时期的需求，号召全体员工牢固树立“度电必争”意识，加大对电量指标管理力度，把月度电量指标合理分解到各值和班组，慢慢地增加运行操作调整，保证机组负荷率均保持了较高水准；充分利用

  截至10月24日，国能湖南新能源公司游家湾风电场公司全年发电量达1.8亿千瓦时，创历史上最新的记录，为冲刺年度发电任务打下坚实基础。该公司风场紧抓发电量目标不放松，认线”总体工作方针，牢固树立度电必争的工作理念，紧盯全年电量目标，多错并举，努力实现发电效益最大化；该

  四季度以来，国能龙岩发电公司紧紧围绕年度目标任务，持续发力、多点突破，全力以赴冲刺全年目标任务。图为该公司员工在现场做工作安施该公司结合生产实际，逐项分解各项指标，坚定不移狠抓落实，严防非停，提高设备消缺水平和健康水平。结合电力市场营销变化、来煤结构等情况，该公司加强与电网、调度

  2023年9月，全省全社会用电量331.32亿千瓦时，同比增加8.31%；累计用电量3083.74亿千瓦时，同比增加2.48%。全省发电量279.51亿千瓦时，同比增加5.69%，累计发电量2592.63亿千瓦时，同比增加0.89%。一、电力生产情况（一）发电量情况。9月份当月，全省发电量279.51亿千瓦时，同比增加5.69%。其中水电10.

  10月23日，云南省统计局数据显示，前三季度，全省规模以上工业发电量2909.74亿千瓦时，同比增长0.7%，增速由负转正，比上半年回升11.0个百分点。其中，火力发电量462.87亿千瓦时，增长39.9%；水力发电量2185.29亿千瓦时，下降7.7%；风力发电量205.03亿千瓦时，增长26.8%；太阳能发电量56.54亿千瓦时，

  9月份，全省规模以上工业增加值同比实际增长2.6%（增加值增速均为扣除价格因素的实际增长率）。1—9月份，全省规模以上工业增加值同比增长3.5%。全省规模以上工业增加值同比增速分三大门类看，9月份，全省采矿业增加值同比增长3.8%，制造业增长1.5%，电力、热力、燃气及水生产和供应业下降6.5%。分经济