产业报告2020丨案例篇：二、优选清洁供热案例介绍（1）

第五篇 案例篇

二、优选清洁供热案例介绍

1. 华源泰盟公司嫩江盛烨热电厂锅炉烟气余热深度回收和综合改造

关键词：吸收式热泵  直接接触式喷淋换热器  烟气余热利用  减排

（1）项目概述。

嫩江盛烨热电厂是黑河市嫩江县唯一的供热热源，承担全县冬季7个月供暖任务，现有3台75t/h、2台130t/h CFB锅炉及1台116MW热水锅炉，其中3台75t/h锅炉共用一个烟囱，2台130t/h和116MW锅炉共用一座烟囱。锅炉脱硫后烟气温度约为55℃，脱硫达到国家超低排放标准，热网回水温度为50℃，烟气含湿量约16%。烟气中蕴涵大量的潜热，占燃料低位热值的7%左右，直接排放不仅带来了能源浪费，而且由于湿度较高，会形成烟囱冒“白烟”现象。嫩江隶属于黑龙江省黑河市，冬季最低气温在零下40℃以下，属于极寒地带，在这样寒冷的冬季集中供热时回收烟气余热、烟囱“消白”难度极大。北京华源泰盟节能设备有限公司实施的嫩江案例，在北方极寒气候环境下实现燃煤锅炉烟气余热深度回收和“消白”具有重大示范意义。

（2）技术要点。

在原烟气系统脱硫塔后增设烟气余热回收系统，安装2台HRU13-NJ蒸汽型余热回收机组、1台直接接触式烟气换热器-喷淋塔设备及附属设备、管路。脱硫系统实现超低排放标准，余热回收系统将脱硫后55℃湿饱和烟气通过喷淋塔降温至25℃经烟囱排放，热泵回收烟气余热26MW用于加热热网水，将50℃热网回水加热至66℃，可新增供热面积52万平方米，同时烟气含湿量由15%降至3%，减少水汽排放80%，回收烟气凝水34t/h，经过加药水处理装置后作为热网补水全部利用，系统引入烟阻小于350Pa。

针对燃煤锅炉烟气余热回收，提出了吸收式热泵+直接接触式换热器相结合的新流程，不仅彻底解决了烟气换热过程中的腐蚀问题，同时可以深度回收烟气余热，将排烟温度降至25℃以下，提高锅炉供热效率。喷淋换热的烟气与冷却水之间的换热端差可达2℃以内，比传统的换热温差（5℃）降低60%，大幅度减少换热面积，降低换热成本。换热的同时可降低烟气污染排放，NOx排放降低8%以上，实现了余热回收与减排一体化。

图5-1 烟气余热回收系统流程图

此外，此项目开发了适应于燃煤锅炉烟气余热回收的专用蒸汽型吸收式热泵机组。根据余热回收系统载热介质大温差变化的换热特点，提出了多级蒸发和多级吸收的结构形式，使热源水在多级蒸发器中逐步降温，热水在多级吸收器中逐步升温，吸收压力得以提高，在冷却条件相同的情况下可降低稀溶液浓度从而获得更高的热水出口温度，或者改善内部传热从而降低设备成本。

该项目利用了烟气直接接触式喷淋换热器的设计理论与方法。喷淋换热器是本技术所提出的核心设备之一，与蒸发冷却不同，用于烟气的喷淋换热器内所进行的过程并不是水滴雾化蒸发，而是水蒸气冷凝，因此常规喷水室的设计理论并不适用。项目组从单个水滴的运动以及换热特性分析出发，对喷淋换热器内部的热质传递特性、阻力特性进行了系统研究，并形成理论模型，针对理论模型，进行了喷淋换热器换热性能实验，在验证了理论模型准确性的基础上，对喷淋换热器换热效率的影响因素一一进行分析，并由此提出喷淋换热器的设计方法，形成线算图，建立了本技术工艺流程中关键部件的设计理论。

（3）资源环境和经济社会效益。

烟气余热回收系统改造后年回收39.4万GJ余热，可新增供热面积52万平方米，同时烟气含湿量由15%降至3%，减少水汽排放81%，回收烟气凝水34t/h。2台130t/h锅炉在95%以上负荷时，回收烟气余热量可达到27MW，排烟温度27.5℃；在锅炉低负荷时，可将排烟温度降至21℃，实现最大能力回收烟气余热。

经济效益：余热系统投资约4100万元，年净收益1792万元，静态投资回收期2.3年。

社会效益：系统改造后能够将湿法脱硫后的烟气温度由50℃降至20℃，提高锅炉整体热效率7%。回收后的冷凝水可作为脱硫塔补水使用，减少湿法脱硫的失水量；通过对排烟进行再次洗涤处理，减少约55%以上的SO2、8%以上的NOx排放，并显著降低排烟粉尘含量；烟气冷凝后，烟气中水蒸气含量大大降低，从而削减了烟囱“冒白烟”现象，最终收到节能、节水、减排、消白的多重效果，实现了经济效益及环保效益的有机统一。

图5-2项目施工现场

图5-3 消白效果对比

目前全国冬季燃煤供暖面积超过100亿平方米，承担这些面积供暖的热，包括燃煤电厂和燃煤锅炉房，年耗煤约2.2亿吨，可回收烟气余热量43000MW，回收烟气余热可新增供暖面积8亿平方米。全面推广应用本技术后，可以每年减少供暖煤耗1800万吨，减排CO2约5341万吨，SO2约5.7万吨，NOX约2.4万吨，回收冷凝水量约2500万吨，节能效益巨大。预计专用设备可实现产值达500亿元。

（4）企业简介。

北京华源泰盟节能设备有限公司是一家由冰轮环境技术股份有限公司控股的国家级高新技术企业，是清华大学在供热领域唯一的产学研基地。公司以清华大学、中科院强大的科研实力为支撑，结合我国城市能源系统的特点，提出一系列集中供热节能减排和天然气高效利用关键技术及解决方案，获得国家发明专利20余项，形成八大系列专利技术，在此基础上成功研发并生产销售十大系列专利产品。公司获得国家技术发明二等奖，拥有国家重点实验室标准建造的5200平方米实验室，位居中国黑科技百强名单能源环保板块榜首，已成为吸收式换热领域的开拓者、倡导者和领跑者。