“一上一下”創(chuàng)新技術提升鍋爐余熱利用效率

　　鍋爐作為極為重要且應用廣泛的用能設備，其各個環(huán)節(jié)的節(jié)能改造對于提高鍋爐熱效率至關重要。近日，由國家節(jié)能中心主辦、新疆維吾爾自治區(qū)能源安全監(jiān)測中心協辦的“鍋爐煙氣余熱利用創(chuàng)新技術方案交流會”上，有兩項技術嶄露頭角，分別針對鍋爐煙氣和鍋爐排污水，通過“一上一下”的方式提升鍋爐熱效率。

　　據了解，目前，這兩項技術已經在電力行業(yè)等多個項目上成功應用，根據第三方檢測機構和典型用戶反饋，鍋爐效率明顯提高，節(jié)能降碳效果顯著，機組運行穩(wěn)定性、安全性和經濟性也大幅提升。

　　政策落實需要先進技術有力支撐

　　鍋爐是最重要的用能設備之一，同時也是最重要的用煤設備，我國的鍋爐用煤量約占煤炭消費總量的2/3。目前，我國共有鍋爐約32萬臺，年消耗能源約20億噸標準煤，碳排放量約占全國碳排放總量的40%，是我國能耗量最大、碳排放量最多的耗能設備。

　　國家高度重視鍋爐能效提升，近期發(fā)布了多個文件。2023年12月，國家發(fā)展改革委等部門印發(fā)《鍋爐綠色低碳高質量發(fā)展行動方案》，提出到2025年，工業(yè)鍋爐、電站鍋爐平均運行熱效率較2021年分別提高5個百分點、0.5個百分點。2024年5月，國務院印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》，明確提出要推動煤電低碳化改造和建設，推進煤電節(jié)能降碳改造、靈活性改造、供熱改造“三改聯動”。2024年6月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《煤電低碳化改造建設行動方案(2024—2027年)》，提出到2025年，煤電相關項目度電碳排放較2023年同類煤電機組平均碳排放水平降低20%左右。2024年7月，國家發(fā)展改革委、財政部印發(fā)《關于加力支持大規(guī)模設備更新和消費品以舊換新的若干措施》，統(tǒng)籌安排3000億元左右超長期特別國債資金，在全國范圍內加力支持設備更新和消費品以舊換新，將設備更新支持范圍擴大到能源電力等重點領域及重點行業(yè)節(jié)能降碳，其中就包含鍋爐更新改造。

　　國家節(jié)能中心相關負責人表示：“這些政策的落實都需要節(jié)能降碳先進技術的有力支撐。”

　　“雙碳”目標的實施和能源轉型的加速，逐漸催生出以綠色低碳新質生產力為特征的新一輪產業(yè)革命，其中就包括以降本增效為內生動力的節(jié)能技術創(chuàng)新升級。國家節(jié)能中心相關負責人認為：“我們不僅要關注節(jié)能降碳技術的創(chuàng)新突破，還要關注科技成果轉化和推廣應用，只有把創(chuàng)新技術真正應用到產業(yè)，才能實現生產力的提高，才能推動新質生產力的發(fā)展。”

　　上——聚焦解決鍋爐煙氣問題

　　近年來，我國通過大力實施煤電結構優(yōu)化和轉型升級，積極推進燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升，鍋爐生產制造技術和節(jié)能環(huán)保運行水平顯著提高。上述負責人坦言：“但總體來看，部分鍋爐的能效水平依然較低，尤其是煙氣余熱利用仍有提升空間，節(jié)能減污降碳潛力仍然較大。”

　　針對解決鍋爐煙氣問題，重慶鑫順盛達科技有限公司與重慶大學合作，在三維內外肋片管強化換熱技術基礎上，分別研發(fā)了三維內外肋片管煙氣暖風器節(jié)能防堵技術和三維內外肋片管空氣預熱器節(jié)能防堵技術。

　　在上述負責人看來：“這項技術通過工藝和結構創(chuàng)新，有效擴展了換熱面積，解決了空預器低溫腐蝕、積灰和堵塞問題，減少了不完全燃燒損失，鍋爐效率明顯提高，機組穩(wěn)定性也大幅提升，具有很大推廣價值。”

　　國家能源集團科學技術研究院國家重點實驗室首席專家邢德山認為：“該技術最大的亮點是防堵和節(jié)能兼具。”

　　國家電投集團貴州金元黔西電廠在國內燃煤機組中首家采用“三維肋片管煙氣暖風器+回轉式空預器+干燒系統(tǒng)”的技術路線，在回轉式空氣預熱器正下方設置管式換熱器作為暖風器使用，同時也是首家采用三維肋片管作為管式換熱器進行換熱的燃煤機組。

　　國家電投集團貴州金元黔西電廠首席專家張耀表示：“通過本成果的實施，鍋爐風溫顯著提升、機組帶負荷能力顯著提升、鍋爐效率顯著提高、風煙系統(tǒng)阻力下降、設備系統(tǒng)運行工況改善、設備壽命增加、設備維護量減少。”

　　據張耀介紹，以3號機組為例，自2021年11月投運以來，按平均年發(fā)電量15億千瓦時統(tǒng)計，單臺機組同比改造前減少碳排放約33.178萬噸。被貴州金元譽為“火電經濟性的一座里程碑”。

　　除黔西電廠外，黔北電廠、茶園電廠、重慶旗能自備電廠等公司也先后進行了三維內外肋片管高效煙氣暖風器改造。為獲得煙氣暖風器運行的真實情況，西安熱工研究院有限公司對上述煙氣暖風器進行性能測試。

　　西安熱工研究院有限公司原副總經理張廣才介紹：“由于入爐煤含灰量、含硫量較高且煙氣NOx含量高，導致機組空氣預熱器阻力持續(xù)升高，排煙溫度偏高，機組普遍無法帶滿負荷，進行煙氣暖風器改造后，機組能夠正常運行，帶負荷能力顯著提高。”

　　與此同時，張廣才還提到，改造后煙氣暖風器漏風率較低，在1.0%左右。煙氣側阻力能夠保持在750Pa左右，長期運行阻力小于1000Pa。改造后鍋爐排煙溫度明顯降低，熱風溫度明顯提高，空氣預熱器運行正常，鍋爐燃燒得到改善，鍋爐效率明顯提高。

　　下——針對受忽略的鍋爐排污水熱損失難題

　　在余熱利用方面，鍋爐余熱利用傳統(tǒng)做法是主要聚焦于煙氣乏汽以及凝結水的余熱利用，對鍋爐中高溫排污廢水的余熱回收關注較少。事實上，這些廢水也含有大量熱量，大型鍋爐排污率一般為1%～3%，小型鍋爐一般為5%～8%，排污水未能得到回收利用，造成了大量熱量的浪費和水資源的浪費。

　　為破解這一難題，在本次交流會上展示的另外一項技術——杭州萬得斯環(huán)保科技有限公司自主研發(fā)的“鍋爐中高溫廢水余熱回收及近零排放技術”效果顯著。

　　國家節(jié)能中心相關負責人介紹：“該技術關注點是一直受到忽略的鍋爐排污水熱損失。這項技術把廢水余熱回收和污水處理兩件事協同處理，采用特定的凈化裝置對中高溫廢水進行吸附過濾，可以遠程智能化在線監(jiān)控操作，整套系統(tǒng)實現了排污廢水熱量和工質的高效回收。”

　　杭州萬得斯環(huán)保科技有限公司總經理戎建華介紹：“該技術通過工藝、材料、設備、控制系統(tǒng)的四大創(chuàng)新，將鍋爐排污水轉變成高品質蒸汽，水資源回收利用率達到99%以上，余熱回收利用率達到95%以上，實現了鍋爐排污水廢熱的高效回收以及排污水的近零排放。”

　　江西永冠科技發(fā)展有限公司在利用該項技術改造后取得了良好的應用效果。該公司熱電廠現有3臺65t/h循環(huán)流化床鍋爐，該項目利回收鍋爐連排水、定排水及各路車間回水并產生合格蒸汽供至生產車間使用。項目于2022年10月28日正式投入使用，至今已回收5萬余噸連排水。項目實現年節(jié)水量超24萬噸，年節(jié)標煤量約0.2萬噸，年減少CO2排放量約0.5萬噸，年回收排污水效益超1280萬元。

　　中國經濟導報、中國發(fā)展網記者 白 雪