爐渣余熱利用科技成果(共17頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上川煤集團(tuán)達(dá)竹公司內(nèi)部技術(shù)市場(chǎng)課題鍋爐爐渣余熱利用技術(shù)研究完成單位：渡市選煤發(fā)電廠完成時(shí)間： 2012年12月 目 錄1、概況 渡市選煤發(fā)電廠于2012年成功進(jìn)行了低熱值鍋爐的改造，電廠規(guī)模：2×40th沸騰爐2×7000KW凝汽式汽輪機(jī)組。但是，在運(yùn)行過(guò)程中為保證機(jī)組負(fù)荷，給煤量相應(yīng)增大，也相應(yīng)產(chǎn)生了大量的爐渣，爐渣中含有大量的熱量。在該項(xiàng)目實(shí)施前是通過(guò)冷渣機(jī)對(duì)爐渣進(jìn)行冷卻直接排放，其熱量被白白損失。 從鍋爐機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷情況分析，爐渣量大量增加，爐渣中含有熱量4.925×106kcal/h，其中電廠熱力系統(tǒng)回收的熱量為1.625

2、5;106kcal/h ，余下的3.3×106kcal/h熱量?？蓪?8t/h冷水從20加熱至80以上。 本項(xiàng)目通過(guò)技改實(shí)現(xiàn)了對(duì)渡市、鐵山澡堂洗澡用熱水的供應(yīng)。節(jié)約了能源、提高了經(jīng)濟(jì)效益。1.1立項(xiàng)背景渡市選煤發(fā)電廠成功進(jìn)行了低熱值鍋爐的改造，電廠規(guī)模：2×40th沸騰爐2×7000KW凝汽式汽輪機(jī)組。但是，在運(yùn)行過(guò)程中為保證機(jī)組負(fù)荷，給煤量相應(yīng)增大，也相應(yīng)產(chǎn)生了大量的爐渣，爐渣中含有大量的熱量，通過(guò)冷渣機(jī)改造運(yùn)行，電廠熱力系統(tǒng)只是回收了一部分熱量，其大部分熱量被白白損失，熱損失特別大。從鍋爐機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷情況分析，爐渣量大量增加，爐渣中含有熱量4.925

3、5;106kcal/h，其中電廠熱力系統(tǒng)回收的熱量為1.625×106kcal/h ，還有3.3×106kcal/h浪費(fèi)。不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，熱能浪費(fèi)十分明顯。鐵山南礦區(qū)澡堂以前為保證職工洗澡用水，再用熱水鍋爐供熱，熱水鍋爐的煤炭消耗、鍋爐的維修費(fèi)用、以及鍋爐工的工資費(fèi)用等，全年大約需花費(fèi)180萬(wàn)元左右。渡市廠澡堂采用蒸汽加熱生活水方式供熱，全年消耗生活水達(dá)7.5萬(wàn)噸，每次提供自用蒸汽時(shí)，對(duì)鍋爐的運(yùn)行工況影響很大，鍋爐的主汽參數(shù)受到影響，同時(shí)影響發(fā)電效率。對(duì)此，從節(jié)約能源、提高經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展方向出發(fā)，采用爐渣余熱供熱職工洗澡有很大的必要性。1.2研究的主要內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)1.2.

4、1換熱器技術(shù)要求（1）系統(tǒng)對(duì)換熱器的要求：A: 足夠的通流面積。需要達(dá)到換熱器要求足夠的通流面積來(lái)滿(mǎn)足高溫凝結(jié)水和洗澡水通過(guò)。從電廠熱力系統(tǒng)參數(shù)得知，單爐冷渣機(jī)的高溫凝結(jié)水量為85t/h。根據(jù)渡市廠和鐵山南的統(tǒng)計(jì)，冬季洗澡水最為350噸/天，通過(guò)量在5t/h15t/h。B：便于清洗。換熱器使用一定時(shí)間后就會(huì)結(jié)垢，影響換熱效果，需要定期清洗。電廠有高壓沖洗機(jī)，所以設(shè)置為洗澡水走管內(nèi)便于用高壓沖洗機(jī)沖洗，凝結(jié)水不結(jié)垢走管內(nèi)。C: 足夠的換熱面積。來(lái)滿(mǎn)足熱交換；運(yùn)行兩個(gè)狀態(tài)，洗澡水流動(dòng)和靜止，高溫凝結(jié)水都需要及時(shí)通過(guò)。所以凝結(jié)水通流面積必須滿(mǎn)足（2）冬季能滿(mǎn)足，夏季就能滿(mǎn)足，按冬季計(jì)算，350噸/天

5、的水，從5加熱至80需要的熱量為：查鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-26得：5和80凝結(jié)水中熱量分別為：5.25 kcal/kg和80 kcal/kg。（kg/天÷16h/天）×（80kcal/kg-5.25kcal/kg）=1.635×106 kcal/h=0.9×106W換熱器面積：F=2×=40m21.2.2輸水泵選擇輸水泵應(yīng)能滿(mǎn)足冬季最大用水需要每天按照運(yùn)行16小時(shí)計(jì)算：350t/天÷16h/天=22t/h選擇型號(hào)：IH65-50-160清水泵，流量25t/h，揚(yáng)程32米，功率5.5KW1.2.3管道選擇查閱鍋爐房使用設(shè)計(jì)手冊(cè)第407

6、頁(yè)8-2式：Dn=594.5=594.5×=72.73mmDn：管道內(nèi)徑，mmG:介質(zhì)的質(zhì)量流量，22t/h。v:介質(zhì)的比體積，m3/kg，查閱鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)第7頁(yè)表1-25得，低壓給水母管中水的比體積0. m3/kg:介質(zhì)流速，m/s，查閱鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)第406頁(yè)表8-6得12 m/s，本說(shuō)明取值1 .5m/s選擇：只要管徑為減少72.73mm均可。為管道阻力，建議選擇D100無(wú)縫鋼管。1.2.4管道熱膨脹計(jì)算按照冬季，從0上升至90計(jì)算熱膨脹查閱鍋爐房使用設(shè)計(jì)手冊(cè)第13頁(yè)表2.2.2，鋼材線(xiàn)膨脹系數(shù)為12×10-6/12×10-6/×(90-

7、0)=1.08×10-3也就是說(shuō)每米管道，熱脹冷縮為1.08mm，若按照膨脹30mm設(shè)置個(gè)膨脹補(bǔ)償，50米管道膨脹為30÷1.08=27mm，取值25米1.3達(dá)到的技術(shù)水平及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 每小時(shí)完全能夠保證68噸的供水量，并且將生活水從20左右加熱至80以上，完全能夠滿(mǎn)足職工洗澡用水。同時(shí)根據(jù)澡堂的熱水用量情況，完全有余量提供職工的家庭生活用水，相應(yīng)減少職工的用電量，并增大發(fā)電的上網(wǎng)余量以獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。洗澡水冬季最冷時(shí)段能回收的熱量： 0.9×106W/小時(shí)=900KW/小時(shí)年平均回收熱量按照冬季1/3計(jì)算： （900W/小時(shí)÷3）×

8、0.5元/度×360天×24小時(shí)=129.6萬(wàn)元/年全年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤： （335.7kJ/kg-84.8kJ/kg）×68000kg/29271.2kJ/kg×24小時(shí)×360天5.036×106kg5036噸（標(biāo)準(zhǔn)煤）2.實(shí)施方案2011年11月21日，達(dá)竹公司馮春、趙銀洲、謝波等4人，鐵山南礦范總、曾禮等三人，渡市選煤發(fā)電廠羅朝全、楊世凱、趙樹(shù)成三人。在渡市選煤發(fā)電廠三樓會(huì)議室召開(kāi)會(huì)議，研討利用發(fā)電鍋爐爐渣余熱加熱洗澡水，供鐵山南澡堂洗澡的可行性，會(huì)議期間，與會(huì)人員考察了鍋爐排渣現(xiàn)場(chǎng)。研討會(huì)上鴻春指出，渡市選煤發(fā)電廠鍋爐爐渣中含有

9、大量的熱量，而電廠熱力系統(tǒng)只能回收一部分，其他白白損失。利用鍋爐爐渣加熱洗澡水是可行的。鐵山南煤礦和渡市選煤發(fā)電廠分別報(bào)送方案，渡市選煤發(fā)電廠報(bào)送爐渣余熱供給洗澡水方案，鐵山南煤礦報(bào)送電廠停運(yùn)時(shí)備用洗澡水供給方案。2.1 可行性分析2.1.1爐渣的余熱渡市選煤發(fā)電廠鍋爐改造后，爐渣量大量增加，爐渣中含有熱量4.925×106kcal/h，其中電廠熱力系統(tǒng)回收的熱量為1.625×106kcal/h ，還有3.3×106kcal/h浪費(fèi)?？蓪?8t/h冷水從20加熱至80的熱水。2.1.2余熱供給洗澡水的可行性渡市選煤發(fā)電廠排渣系統(tǒng)，使用滾筒式冷渣機(jī)來(lái)冷卻排出的爐渣，

10、同時(shí)滾筒式冷渣機(jī)中的凝結(jié)水被換熱加熱至101左右，在回收凝結(jié)水熱量過(guò)程中，只有部分熱量被熱力系統(tǒng)回收，剩余熱量排放于大氣中。新建換熱站，將凝結(jié)水中剩余的熱量來(lái)加熱洗澡水，是完全可行的。2.2 方案煤礦為重點(diǎn)用戶(hù)，洗澡水供應(yīng)，必須要連續(xù)和穩(wěn)定。電廠有計(jì)劃?rùn)z修和事故停運(yùn)，不能保證365天隨時(shí)有熱水供給。要求煤礦具有備用系統(tǒng)，在電廠停運(yùn)時(shí)啟動(dòng)備用系統(tǒng)供給職工洗澡。樂(lè)觀估計(jì)，電廠358天/年能滿(mǎn)足隨時(shí)有熱的洗澡水供給。2.2.1系統(tǒng)設(shè)置（見(jiàn)系統(tǒng)圖）專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 2.2.1.1水源保證采用渡市廠500t水庫(kù)生活用水，在電廠就近生活水管道上T接取水管。當(dāng)管道檢修造成停水時(shí)，鐵山南礦啟動(dòng)備用洗澡水系統(tǒng)。

11、注：選煤系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)檢修都可能要停用電廠的生活水管路，但每年停運(yùn)次數(shù)應(yīng)在7次以下，每次停運(yùn)時(shí)間一般控制在4小時(shí)內(nèi)，若在電廠增加儲(chǔ)水箱和輸送泵，可以保證全年不停水。2.2.1.2輸送動(dòng)力設(shè)置2臺(tái)IH65-50-160清水泵（5.5kw），與電廠水處理室清水泵一個(gè)型號(hào)，便于配件更換。若500t水庫(kù)水壓輸送動(dòng)力足夠時(shí)，直接利用壓差輸送，清水泵和儲(chǔ)存水箱作備用。清水泵設(shè)置遠(yuǎn)程操作或自動(dòng)控制。2.2.1.3換熱站設(shè)置設(shè)置原則：確保對(duì)電廠系統(tǒng)不影響，確保洗澡水出水溫度最高。確保穩(wěn)定。穩(wěn)定保障：雙系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行方式。一爐對(duì)應(yīng)一套換熱系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐停運(yùn)時(shí)，檢修或維護(hù)該換熱系統(tǒng)。洗澡水溫度最高保障：換熱器采取兩

12、級(jí)配置，每個(gè)換熱器洗澡水為雙行程，保證足夠換熱時(shí)間和路徑。冷得洗澡水首先通過(guò)一級(jí)換熱器加熱，再到二級(jí)換熱器加熱，保證洗澡水溫度最高。不影響電廠系統(tǒng)的保障：冷渣機(jī)來(lái)的高溫凝結(jié)水，首先通過(guò)洗澡水換熱站進(jìn)行降溫，再通過(guò)冷渣系統(tǒng)的外部冷卻器進(jìn)行。當(dāng)洗澡水不流通時(shí)（澡堂儲(chǔ)水池滿(mǎn)），冷渣系統(tǒng)的外部冷卻器也同樣保證電廠系統(tǒng)要求。2.2.1.4輸送水管路設(shè)置沿電廠至渡市廠澡堂蒸汽管路走向渡市廠周轉(zhuǎn)房索道起點(diǎn)站鐵山南澡堂。利用自然轉(zhuǎn)角作為若膨脹補(bǔ)償，直段過(guò)長(zhǎng)部分，每25米設(shè)置一個(gè)補(bǔ)償彎道。2.2.1.5支吊架設(shè)置利用沿程建筑設(shè)置支吊架，無(wú)建筑可依靠的設(shè)置座架，每5米設(shè)置一個(gè)點(diǎn)。過(guò)公路支吊架高度4.5米，過(guò)人行道

13、高度3米，其他位置不低于2米。2.2.2設(shè)計(jì)說(shuō)明2.2.2.1換熱器設(shè)計(jì)說(shuō)明（1）系統(tǒng)對(duì)換熱器的要求：A: 足夠的通流面積。需要達(dá)到換熱器要求足夠的通流面積來(lái)滿(mǎn)足高溫凝結(jié)水和洗澡水通過(guò)。從電廠熱力系統(tǒng)參數(shù)得知，單爐冷渣機(jī)的高溫凝結(jié)水量為85t/h。根據(jù)渡市廠和鐵山南的統(tǒng)計(jì)，冬季洗澡水最為350噸/天，通過(guò)量在5t/h15t/h。B：便于清洗。換熱器使用一定時(shí)間后就會(huì)結(jié)垢，影響換熱效果，需要定期清洗。電廠有高壓沖洗機(jī)，所以設(shè)置為洗澡水走管內(nèi)便于用高壓沖洗機(jī)沖洗，凝結(jié)水不結(jié)垢走管內(nèi)。C: 足夠的換熱面積。來(lái)滿(mǎn)足熱交換；運(yùn)行兩個(gè)狀態(tài)，洗澡水流動(dòng)和靜止，高溫凝結(jié)水都需要及時(shí)通過(guò)。所以凝結(jié)水通流面積必須

14、滿(mǎn)足（2）冬季能滿(mǎn)足，夏季就能滿(mǎn)足，按冬季計(jì)算，350噸/天的水，從5加熱至80需要的熱量為：查鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-26得：5和80凝結(jié)水中熱量分別為：5.25 kcal/kg和80 kcal/kg。（kg/天÷16h/天）×（80kcal/kg-5.25kcal/kg）=1.635×106 kcal/h=0.9×106W換熱器面積：F=2×=40m22.2.2.2輸水泵選擇輸水泵應(yīng)能滿(mǎn)足冬季最大用水需要每天按照運(yùn)行16小時(shí)計(jì)算：350t/天÷16h/天=22t/h選擇型號(hào)：IH65-50-160清水泵，流量25t/h，揚(yáng)程32米

15、，功率5.5KW2.2.2.3管道選擇查閱鍋爐房使用設(shè)計(jì)手冊(cè)第407頁(yè)8-2式：Dn=594.5=594.5×=72.73mmDn：管道內(nèi)徑，mmG:介質(zhì)的質(zhì)量流量，22t/h。v:介質(zhì)的比體積，m3/kg，查閱鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)第7頁(yè)表1-25得，低壓給水母管中水的比體積0. m3/kg:介質(zhì)流速，m/s，查閱鍋爐房實(shí)用設(shè)計(jì)手冊(cè)第406頁(yè)表8-6得12 m/s，本說(shuō)明取值1 .5m/s選擇：只要管徑為減少72.73mm均可。為管道阻力，建議選擇D100無(wú)縫鋼管。2.2.2.4管道熱膨脹計(jì)算按照冬季，從0上升至90計(jì)算熱膨脹查閱鍋爐房使用設(shè)計(jì)手冊(cè)第13頁(yè)表2.2.2，鋼材線(xiàn)膨脹系數(shù)為

16、12×10-6/12×10-6/×(90-0)=1.08×10-3也就是說(shuō)每米管道，熱脹冷縮為1.08mm，若按照膨脹30mm設(shè)置個(gè)膨脹補(bǔ)償，50米管道膨脹為30÷1.08=27mm，取值25米。2.3進(jìn)度安排時(shí)間安裝進(jìn)度現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人技術(shù)負(fù)責(zé)人現(xiàn)場(chǎng)指揮2012年4月6日施工進(jìn)場(chǎng)劉偉王鑫冉銀華2012年5月20日基礎(chǔ)澆注后保養(yǎng)達(dá)要求劉偉王鑫冉銀華2012年6月15日換熱站支撐架安裝結(jié)束楊銀王鑫冉銀華2012年6月28日生活水管道連接至換熱站楊銀王鑫冉偉2012年7月10日至澡堂熱水管道連接安裝結(jié)束劉偉田桂雄冉偉2012年7月30日冷渣機(jī)系統(tǒng)管道連接

17、至換熱站劉偉田桂雄冉偉2012年9月25日換熱站管式換熱器吊裝結(jié)束劉偉田桂雄冉偉2012年10月6日換熱站管道系統(tǒng)連接完畢楊銀王鑫冉偉2012年10月6日換熱站投入試運(yùn)行黃先蛟冉偉唐華兵3.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況 在2012年10月6日，發(fā)電科組織了發(fā)電車(chē)間對(duì)換熱站系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行工作。通過(guò)運(yùn)行監(jiān)測(cè)，換熱站出口水溫90-95，鐵山南澡堂熱水管道出口熱水溫度達(dá)到了8090之間，供水量達(dá)到60T/h，工作壓力在0.81.0Mpa之間。完全能夠滿(mǎn)足澡堂需求。4.關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新點(diǎn) 本項(xiàng)目通過(guò)2臺(tái)40T/h熱交換器對(duì)冷渣機(jī)出水進(jìn)行換熱，能夠?qū)⑸钏畯?0左右加熱至80以上。5.經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析5.1投資情況

18、（1）投資：90萬(wàn)元，（2）材料配件列表序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)單位數(shù)量計(jì)劃資金（萬(wàn)元）備注1換熱器RJH-D650套432參考2無(wú)縫鋼管108×5米1500012.5參照材料領(lǐng)用價(jià)目，6500元/噸計(jì)算，3焊接彎頭D1001MPa個(gè)500.585參照材料領(lǐng)用價(jià)目，117元/個(gè)計(jì)算，4鋼制閥門(mén)J41H-16CDg100個(gè)161.088參照材料領(lǐng)用價(jià)目，680元/個(gè)計(jì)算，5法蘭Dg1001MPa個(gè)2001.1參照材料領(lǐng)用價(jià)目，55元/個(gè)計(jì)算，6鋼板5噸4.12.44參照材料領(lǐng)用價(jià)目，6100元/噸計(jì)算7其他型材噸21.265參照材料領(lǐng)用價(jià)目，6325元/噸計(jì)算8螺栓等標(biāo)件0.3參考9電氣控制系統(tǒng)、電纜3參考10土建施工2參考11防腐費(fèi)用2參考12管道保溫費(fèi)用1213設(shè)計(jì)費(fèi)、管理費(fèi)6參考14安裝人工費(fèi)12參考合計(jì)86.278（2）洗澡水冬季最冷時(shí)段能回收的熱量：0.9×106W/小時(shí)=900KW/小時(shí)5.2年效益計(jì)算5.2.