锅炉烟气余热利用研究
在日益严峻的能源紧缺条件下，节能降耗已成为火力发电机组的生存之本。对常规的运行系统进行优化和改进，合理利用电厂的余热，提高能源利用水平，能够提高全厂经济效率。由于一般电站锅炉排出的烟气温度都比较，造成较大的排烟损失。因此，最大限度利用烟气中热量，可以有效减小煤炭的消耗，提高能源的利用率。
本文通过对烟气利用的途径及技术方案的设计入手，全面分析烟气余热利用的潜力，通过技术经济性分析，最终通过数据量化烟气余热利用的实际效果。
1烟气余热利用系统方案论述
随着国内大容量机组的大规模上马及投运，越来越多的燃煤火电机组越来越重视提高全厂的热效率，但是通过提高新蒸汽参数或者汽轮机内效率等手段，已经达到目前技术水平的极限。从而，为了继续在有限的条件下，如何提高全厂热效率，成了新的研究方向和课题。锅炉排烟中热量的回收能提高锅炉效率，进而提高全厂热效率的作用。本课题通过对锅炉排烟利用的几种途径，进行详细论述其技术经济的可行性。
烟气余热利用目前有四种方案：
A烟气余热加热凝结水的直接加热系统、闭式循环加热系统和两级加热系统；
B烟气余热实现暖风器功能，加热锅炉冷风系统；
C烟气余热实现管式烟气换热器功能，加热脱硫后净烟气系统；
D烟气余热冬季加热热网水，夏季加热凝结水的复合系统。
2烟气余热利用设备选型研究
在石化、电力等工业领域，以重油或瓦斯作为主要燃料的烟气处理系统，如锅炉低温部位的预热器、省煤器及加热炉对流室以后部位等．普遍会遇到"酸露点腐蚀"现象。
多年来，人们对"酸露点腐蚀"现象作了大量的研究和试验，但未能从根本消除这类腐蚀而只能通过各种各样的措施来预防和减少它的影响。采取有效途径，降低酸露点腐蚀对安全生产的危害，从而确保锅炉、加热炉的"安稳长"运行。
因此，在电厂中安装的低温省煤器普遍采用ND或制作构件时，必须采用与其相匹配的ND钢焊条和焊丝。
由于烟气深度冷却器工作介质的传热温差小，为使受热面结构紧凑以减小体积，并减少材料耗量，传热管必须采用扩展受热面强化传热。H翅片管作为换热元件，由于其制造工艺简单，能增大管外换热面积，强化传热，因而在常规锅炉设计与制造、利用中低温余热的锅炉以及其它燃汽锅炉换热设备中得到了广泛的应用。
H型翅片管的优点
1）优异的防磨损性能
磨损主要是灰粒对管子的冲击和切削作用，在管子周围与水平线成30°部位磨损最厉害。S1/d=S2/d=2时，此处磨损量为平均值的3倍。
错列布置由于气流方向改变，第二排磨损最厉害。S1/d=S2/d=2时，第二排是第一排磨损量的2倍，以后各排磨损量比第一排一般高30%~40%
顺列布置第一排与错列布置第一排相同，以后各排由于气流冲击不到管子磨损较轻。在其它条件相同的条件下，顺列管束的最大磨损量比错列管束少3-4倍。
H型翅片管换热器采用顺列布置，H型翅片把空间分成若干小的区域，对气流有均流作用，与采用错列布置的光管换热器、螺旋翅片换热器等相比，在其它条件相同的条件下，磨损寿命高3~4倍。
2）积灰减少
积灰的形成发生在管束的背向面和迎风面。管子错列布置容易冲刷管束，背面积灰较少。对于顺列布置的管束，由于气流不容易冲刷管束背面，就管束而言，顺列布置积灰比错列多。
H型翅片由于翅片焊在管子不易积灰的两侧，而气流笔直地流过，气流方向不改变，翅片不易积灰。
H型翅片中间留有6～12mm的间隙，可引导气流吹扫管子翅片积灰，在合适的风速下，有很好的自清灰功能。.
螺旋翅片由于翅片螺旋角引导气流改变方向，翅片管积灰较严重，对于不能形成松散性积灰的情况，尽量不要采用。现场运行实践表明：H型翅片管不积灰或很少积灰，而螺旋翅片管积灰严重。
H型翅片管由于两边形成笔直的通道，采用吹灰器吹灰，可以取得最好的吹灰效果。
3）减少烟气侧阻力
由于H型翅片两边形成笔直的通道，而螺旋翅片的螺旋角引导气流改变方向，使得螺旋翅片容易积灰并使其烟气阻力较H型翅片大。因此，采用H型翅片管可以减少风阻，降低引风机运行和投资成本。
H翅片材质选择
ND钢（09CrCuSb）是目前国内外公认最理想的"耐硫酸低温露点腐蚀"用钢材，广泛用于制造在高含硫烟气中服役的省煤器、空气预热器、热交换器和蒸发器等装置设备，用于抵御含硫烟气结露点腐蚀，具有耐氯离子腐蚀的能力，同时，ND钢有较好的耐磨损性。
ND钢主要的参考指标与碳钢、日本进口同类钢、不锈钢耐腐蚀性能相比，要高于这些钢种，而且价格相对便宜。产品经国内各大炼油厂和制造单位使用后受到广泛好评，并获得良好的使用效果。
H型翅片管换热效果
H型肋片管，亦称H型鳍片管，它是把两片中间有圆弧的钢片对称地与光管焊接在一起形成肋片，正面形状颇象字母"H"，故称为H型肋片管。H型肋片管采用闪光电阻焊工艺方法，其焊接后焊缝熔合率高，焊缝抗拉强度大，具有良好的热传导性能。H型肋片管还可制造成双管的"双H"型肋片管，其结构的钢性好，可以应用于管排较长的场合。
3技术经济性分析
通过综合评价，对技术上先进、经济上合理的方案才能得到应用。如果采用的节能技术方案，虽然在技术先进，节电效果也很好，若初期投资太高，经济上不合理，条件又受到限制，这种技术方案就不宜采用。因此，对于烟气余热利用的选择上，需要通过经济性的评价或比较，以确定或选用技术上先进、经济上合理的最佳方案。
唐山西郊三期扩建工程（2X350MW）为例，通过烟气余热利用系统，凝结水从轴封加热器出口引出，经过低温省煤器后回到6号低压加热器，烟气余热系统可以加热50%流量的凝结水，因此将减少50%的7号、8号低压加热器抽汽量：8号低压加热器的抽汽量减少15.24t，7号低压加热器的抽汽量减少15.1t。计算结果如下表：
注：此外采用烟气余热利用系统还将带来排污费的减少，脱硫水耗的降低等附加收益。
燃煤发电机组安装低温省煤器对降低排烟温度、节能降耗及提高机组热经济性上具有现实可行的意义。
4结论
利用烟气余热利用，可以有效的降低排烟温度，达到节能减排的目的，主要效益如下：
（1）降低排烟温度，提高机组效率，从而降低发电煤耗；
（2）由于减少燃料可减少污染物排放，保护环境，并减少排污费支出；
（3）减少脱硫塔水耗，节约水资源；
（4）如采用除尘器前布置方式，可以提高静电除尘器的除尘效率；
烟气余热利用是目前国内火电机组节能降耗的有效手段。
