闪蒸余热发电技术

admin · 发表于 2011-10-5 17:12:06

                                                            闪蒸余热发电技术
1、闪蒸余热发电技术概述

   闪蒸发电技术是一种能最大限度地利用中、低温余热的纯余热利用发电技术。该技术主要以200℃～500℃的低温废气作为热源，通过余热锅炉生产出过热蒸汽和一定量的饱和水，将常规发电系统无法利用的部分低品位低温热能，通过闪蒸系统生产出饱和蒸汽，与过热蒸汽一起进入多参数汽轮机作功发电，从而增加余热发电功率，因此此技术一般可比常规技术多发电10～30%左右。同时，因为增加了闪蒸回路，使得该系统具有平衡和吸收不稳定热源发生的参数变化，保证发电系统安全、稳定、高效的运行，也对原工艺系统(例如水泥窑系统)起到了平衡稳定的作用。华效资源有限公司是国内唯一拥有闪蒸发电技术的公司。

2、闪蒸复合发电的主要技术特点：

闪蒸复合发电技术可最大限度地利用200℃以上的低品位余热；
余热利用率80%左右，最终废气排出温度可控制在90℃以下；比常规余热发电技术效率高10～30%左右；
闪蒸系统对余热源参数大幅度变化具有较强的适应性；

   闪蒸工艺和主设备完全拥有自主知识产权，所开发的多进汽闪蒸汽轮机达到国际同等技术水平，经过两个实际项目的运行效果良好。水泥窑余热锅炉的排灰除尘能力强，换热效率明显高于其他类型的锅炉。

   经济效益明显，一般项目都在2～4年收回投资。属纯余热利用技术，不增加任何对环境污染因素，社会效益高。

3、带调节回路的闪蒸余热发电工艺原理

   闪蒸余热发电工艺技术，具有热利用率和发电效率高、能平衡余热热源大幅度的不稳定波动的特点。这是通过独特的闪蒸回路和闪蒸主动调节组合控制系统实现的，其原理就是利用闪蒸技术对大幅波动的烟气余热发电系统进行主动调节，在系统（锅炉）吸收大量波动的烟气余热后，利用闪蒸技术仅产生少量蒸汽的原理，大大减小了对闪蒸余热发电系统的扰动，保证余热发电系统平稳运行。

   带可调节闪蒸系统的余热发电工艺系统主要由锅炉(1和6)、闪蒸器11、闪蒸汽轮机12、发电机13、凝汽器14、水泵(15和16)、闪蒸主动调节组合控制器17和相应的专家管理自控软件等组成。可应用于多热源系统或单热源系统，可以用于立式锅炉或卧式锅炉。

   下图为带可调节闪蒸系统的多热源的余热发电工艺系统示意图。如图所示，所述多热源系统由一台立式锅炉1、一台卧式锅炉6和一套由汽轮机12和发电机13组成的汽轮发电机组组成。所述立式锅炉1中的省煤器2的出口之一接至

系统图1：带调节回路的闪蒸余热发电系统

本锅炉1的汽包5，通过蒸发受热面3及过热器4后的过热蒸汽引入汽轮机12，带动发电机13做功发电。省煤器2的出口之二接至卧式锅炉6的汽包10，通过水泵9和蒸发受热面7及过热器8后的过热蒸汽汇同过热器4中的过热蒸汽一同引入汽轮机12带动发电机13做功发电。省煤器2的出口之三经闪蒸主动调节组合控制器12接至闪蒸器11。闪蒸器11出口的闪蒸汽接入汽轮机12，带动发电机13发电，闪蒸器11下方出口的水汇同从汽轮机12的排汽与经凝汽器14进入凝结水泵15的水共同进入给水泵16，供给立式锅炉1中的省煤器2进行循环。闪蒸主动调节组合控制器（17）的专家管理系统软件通过对各相关数据的处理由控制器调节，达到对系统主动调节的目的。

4、高效和平衡是闪蒸系统的两大特点    蒸汽/热水闪蒸复合发电技术应用于水泥生产工艺更为有利，因为窑头余热气体成分近似于空气，SOx组份可忽略不计，不存在低温腐蚀问题，可以将锅炉排气温度控制在90℃左右，这样就实现了最大限度地利用能量的目标。因此，闪蒸发电系统比一般单压发电系统的发电量提高10～30%，经济效益可观。

   闪蒸系统的另一个优势是，由于水泥窑运行时窑头排气余热温度（窑头余热锅炉入口烟气温度）波动，闪蒸系统可以通过主动调节组合控制器17(如系统图1)及闪蒸器11及回路系统，调节窑头余热锅炉给水量保证省煤器不会产生汽化，同时最大限度吸收余热。在保证主动适应水泥窑热工状况的波动的同时，通过闪蒸系统起到缓冲作用，对水泥窑篦冷机出口风温波动有明显的稳定作用，大幅降低了窑头排风机入口风温的波动，对水泥窑的正常运行起到了很好的辅助作用。
5、闪蒸余热发电系统的技术门槛①、华效资源利用自己的经验和设计软件等自有技术，聚集电厂工艺设计(电力设计院)、锅炉和汽轮机设备制造设计的技术人员共同完成系统的设计和技术集成及协调，以达到系统优化和合理组合，否则无法实现。华效资源已完整的组成了设备开发制造和工艺系统设计于一体的开发研制设计队伍，形成了华效资源的最大优势。
②、双进汽(或多进汽)的闪蒸汽轮机是整个系统的关键，这项技术是移植了我国唯一定点生产核潜艇汽轮机的哈电集团的核电技术实现的，同时也应用了如采用全三维叶片等大型发电机组的一些设计方法和技术。由于闪蒸汽属于饱和蒸汽，所以闪蒸汽含水量达到10％左右，必须对汽轮机采取除水等一系列措施。所以饱和蒸汽汽轮机的设计、开发和制造是整个系统的设备关键，具有唯一性。
③、卧式锅炉的设计、制造也是系统中比较有高度的一项技术，华效资源完成的山东泰山水泥的卧式锅炉，实现除灰效果好、热效率高、操作简单和运行安全可靠。
④、对不稳定热源采取的调节主动控制系统及专家管理系统控制软件，是华效资源根据实际项目的运行情况和各种余热特性，独立开发出来的一套控制思路和软件系统，是整个系统的灵魂。
6、闪蒸技术的应用领域²    燃汽轮机联合循环；
²    水泥窑余热发电；
²    钢铁行业各种窑炉余热利用；
²    化工、焦炭、煤制气、玻璃窑等工艺过程产生的余热发电。