烟气余热利用方案

利用项目

项

目

方

案

编制单位：北京赛克赛德管理咨询有限公司

技术方案编制单位：陕西瑞特热工机电设备科技有限公司

2012年11月 日

目 录

一、项目业主基本情况…………………………………………………2

二、项目业主能源现状……………………………………………    2

三、项目概述………………………………………………………    2

四、项目背景技术来源和依据… …………………               4

五、项目技术方案…………………………………………………    9           

六、环境保护和安全生产…………………………………………   11

七、项目投资及资金筹措…………………………………………   14

八、经济效益、社会效益…………………………………………   15

九、结论和建议…………………………………………………     18

十、本报告编制单位介绍…………………………………         20

一、项目业主概况：

略

二、项目业主能源现状

略

三、项目概述

1、项目名称：锅炉烟气余热利用项目

2、项目建设单位：河北发电有限责任公司

3、项目地址： 河北省县

4、项目一期项目主要建设内容：

在3#锅炉吸风机后增压风机前安装一套氟塑料余热回收装置，回收烟气余热，烟气温度由145°降至105°，回收的余热用于加热一级管网的回水，换热器实现回收热量113GJ/小时。

 本烟气余热回收装置主要由氟塑料换热器组成。

5、项目建设周期

换热设备生产周期：4个月

换热设备安装周期：1个月

6、项目建设条件

（1）、余热条件

燃煤锅炉的废气余热条件如下：

气象条件：略

地震烈度：略

（3）、 水资源条件 

本工程消耗水量约50吨/次，由工厂现有生活用水水源供给，其水质水量满足本工程要求。

（4）、 土建主要设计参数

  略                     

四、项目背景、技术来源和依据

1、项目背景、技术来源

近几年来，我国逐步开始接受烟气余热回收的理念，并在已有电厂及部分新建电厂采用烟气余热回收系统，来提高整厂运行效率1-1.5%，降低煤耗。目前中国市场有被称为“低温省煤器”的类似系统，但由于在抗烟气腐蚀材料的选择上还处于欧洲90年代初中期水平，使得整个系统不能最大限度地回收烟气余热，且系统使用寿命短，很难形成长期稳定的节能、增效。

   尽管烟气余热回收系统的概念日益普及，但由于烟气的腐蚀性很强，此类系统的发展一直受制于抗烟气腐蚀材料的发展制约。    

在欧洲市场该系统抗烟气腐蚀的材料选择经历了以下变革：

高等级合金钢+镍金属镀层

上世纪80年代中期大量采用。实践证明无法满足烟气腐蚀要求，锈蚀堵塞严重，工作时间不超过两年，即需要更换。无法满足电厂运行以及环保要求。

镍金属基材材料

上世纪90年代大量采用这一材料，实践证明无法满足烟气腐蚀要求，只可在脱硫后的净烟气再加热器中使用。价格昂贵。

哈式合金材料

上世纪90年代末至本世纪初大量采用这一材料，实践证明无法满足烟气腐蚀要求，大量换热管被拆卸更换。价格昂贵。

华电铁岭电厂金属省煤器投运半年腐蚀报废情况（2012/7）：

京能石景山热电厂一台金属翅片换热器投运5个月就由于腐蚀造成堵塞泄露报废。

氟塑料（PFA）

为什么一定要使用氟塑料换热器？

氟塑料换热器特点：

采用氟塑料材质，具有优异的抗腐蚀性。

对烟气组分、壁温、酸露点无特殊要求，不发生腐蚀、适用性强。

可回收170℃ - 75℃的烟气余热，远大于“金属低温省煤器” 可回收的170℃ - 120℃的烟气余热。 

    使用寿命长至15年、投资回报期短至1-2年。

    材料自身具有自清洁特性，防沾黏，易清洗。

管材不会发生应力裂缝，无泄漏风险。

氟塑料换热器与金属换热器对比：

     在强酸环境下具有优秀的防腐蚀特性，可长久使用。

     在不同工程应用情况下，对烟气组分无特殊要求，适用性强。

     在不同工程应用情况下，对壁温和酸露点无特殊要求，不存在腐蚀情况。

    材料自身具有自清洁特性，防沾黏，易清洗。

    在长期运行下氟塑料换热器-烟气余热高效回收系统 造价经济，投资回报率高。

2、项目依据、指导思想与原则

本工程的指导思想，严格执行国家产业以“安全可靠、技术先进、不影响生产”为原则，充分利用工艺流程废气余热，充分利用现有场地，采用成熟可靠的技术与国产装备，节约投资，在生产可靠的前提下为热厂取得良好的经济效益；环境保护执行“三同时”，将本工程建设成环保工程以取得良好的环境效益。

依据文件：

1、《批转国家经贸委等部门关于进一步开展资源综合利用意见的通知》（国发[1996]36号）

2、《关于开展资源节约活动的通知》（国办发[2004]30号）

3、国家关于请组织申报资源节约和环境保护2013年预算内投资备选项目的通知

4、温室气体自愿减排交易管理办法

5、节能技术改造财政奖励资金管理办法

五、项目技术方案

锅炉换热器示意图：

烟囱

105℃烟气

氟塑料换热器

装机容量

31.4MW

113GJ/h

70℃热网回水4000t/h 0.2MPa                               

      76.8℃水，4000t/h

145℃烟气省煤器

，200万m3/h                            

1000吨

锅炉

300MW

136.8℃热网出水4000t/h 1.6MPa 

1、烟气余热换热设计计算

给定条件：

a. 烟气200万m3/h，烟气温度140℃；

b. 换热器采用非金属耐腐蚀换热器，寿命可达15-20年，避免了烟气低温腐蚀问题；

c. 假定换热器换热无损耗；

d. 利用145℃烟气来给水加热，水的工艺温度为70℃，流经换热器水流量为4000 t/h；

设计条件：

a.管束材料选用PFA，耐腐蚀，耐温250℃，壳程材料为碳钢内衬氟塑料，耐温250℃；

b.氟塑料换热器参数

设计计算：

略

2、换热器外形尺寸

随后提供（随后提供余热换热器尺寸示意图）

安装现场为露天，有足够的空间安放换热器。

3、换热器对上下游设备的影响

   与引风机连接处采用软连接以减少振动；

   换热器内部管束表面光滑且平行于烟气流向，管束间设有烟气通道，故基本无阻力。

   火电厂污染物排放标准GB13223-2011规定：2014年7月1日现

有火电厂的烟尘排放标准要达到30mg/m3，本余热回收装置对烟尘有

一定的收集作用，有助于降低烟气中的烟尘量。

4、烟道阻力损失及烟囱计算

略

5、换热器清灰：

（1）停机清灰：建议定期对余热换热器进行水清洗，以去除飞灰或酸性污物。清洗系统采用喷淋式，以清洁分布其间的管束，并确保定位层上不会堵灰。清洗频次及总的清洗水耗量根据上游除尘器设备具体除尘量确定。清洗耗水量50吨/次。

（2）不停机清灰：参照灰尘排放标准，计算下来进入换热器的烟气的烟尘排放量不能超过1500kg/天，按沉积量大约10%计算，每天进入换热器的烟尘不超过150kg/天。在换热器壳体内壁高度方向每隔一段设置一排压缩空气喷嘴，利用压缩空气对沉积的烟尘进行清理。清洗频次1次/天即可。

6、换热器厂家类似换热器的工程案例描述：

陕西瑞特热工机电设备科技有限公司做过的类似项目包含：贵州瓮福（集团）有限责任公司碘废气冷却换热器。

六、环境保护与安全生产

1、环境保护

（1）、环境保护设计采用的标准

a、《火力发电厂环境设计规定〔试行〕》〔DLGJ102-91〕。

b、《火电厂污染物排放标准》（GB13223—2011）

c、根据《污水综合排放标准》（GB78—1996），本工程废水排放标准执行一级标准。

d、按照《声环境质量标准》（GB3096—2008）和《工业企业厂界噪声标准》（GB12348—2008）规定，本工程环境噪声分别执行下列标准：

                    厂界噪声标准                            dB(A)

   本工程对环境的污染主要为：

a、废水：

    清灰水排入煤渣冷却水系统。

b、噪声：

   换热器工作时无噪声。

c、热污染

    本工程由于利用了大量的废气余热，在提高整体热利用率的同时较大地减轻了对周围环境的热污染。符合国家有关的。

（3）、 工程设计控制污染措施

a、污水处理及排放

本工程产生废水约50t/次，排出的生产废水中也不含有毒、有害物质及悬浮物。清灰水排入煤渣冷却水系统。再与锅炉排污水等混合后连同生活污水排入厂内排水系统。

2、职业安全与卫生

（1）、  设计依据

a 《关于生产性建设工程项目职业安全监察的暂行规定》[劳字（1998）48号]

b 《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-94)

（2）、  设计中采用的标准

a 《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)

b 《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)

c 《建筑设计防火规范》(GB500616-2006)

d 《3-110kV高压配电装置设计规范》(GB50060-92)

e 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB5058-92）

f 《压力容器安全技术监察规程》（质技监局锅发〖1999〗154号）

g 《电力工业锅炉压力容器监察规程》（DL612－1996）

h 《火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规范》（DL/T5035-2004）

3、消防

（1）、设计中采用的规范和标准：《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)

（2）、火灾危险：电站中主要产生火灾危险的部位是联合厂房的变压器室和电气控制室。

七、项目投资及资金筹措

1、项目总投资估算

本余热回收装置总投资约为 2035 万元，其中：

设备费               1850  万元

        土建工程及安装费      185  万元

        其它配套费              万元

2、资金来源

根据“十二五战略性新兴产业发展规划”，国家对节能类项目的扶持力度逐渐加大。多家银行出台支持此类“绿色信贷”项目，特别是本项目既节能，经济效益又好，已有多家商业银行的信贷部门对此项目表现浓厚兴趣，可以给予优惠贷款。

我公司可以帮助业主申请银行“绿色信贷”，实施本项目。

八、经济效益和社会效益

1、本项目经济效益分析详见下表：

（1）、什么是减排量交易（碳交易）

碳交易基本原理是，合同的一方通过支付另一方获得温室气体减排额，买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排的目标。在6种被要求排减的温室气体中，二氧化碳（CO2）为最大宗，所以这种交易以每吨二氧化碳当量（tCO2e）为计算单位，所以通称为“碳交易”。其交易市场称为碳市场（Carbon Market）在碳市场的构成要素中，规则是最初的、也是最重要的核心要素。有的规则具有强制性，如《议定书》便是碳市场的最重要强制性规则之一，《议定书》规定了《公约》附件一国家（发达国家和经济转型国家）的量化减排指标；即在2008～2012年间其温室气体排放量在1990年的水平上平均削减5.2%。其他规则从《议定书》中衍生，如《议定书》规定欧盟的集体减排目标为到2012年，比1990 年排放水平降低8%，欧盟从中再分配给各成员国，并于2005年设立了欧盟排放交易体系（EU ETS），确立交易规则。

按照《京都议定书》规定，到2010年，所有发达国家排放的包括二氧化碳、甲烷等在内的6种温室气体的数量，要比1990年减少5.2%。但由于发达国家的能源利用效率高，能源结构优化，新的能源技术被大量采用，因此本国进一步减排的成本高，难度较大。而发展中国家能源效率低，减排空间大，成本也低。这导致了同一减排量在不同国家之间存在着不同的成本，形成了价格差。发达国家有需求，发展中国家有供应能力，碳交易市场由此产生。

（2）、国内减排量交易

2011年10月，国家下发了《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》（发改办气候﹝2011﹞2601号），批准北京、天津、上海、重庆4大直辖市，外加湖北（武汉）、广东（广州）、深圳等7省市，开展碳排放权交易试点工作。目前，北京、上海、广东的试点实施方案已获国家审核通过，预计于2013年基本形成具有特色的碳排放权交易体系。其他地区省市的碳排放权交易试点方案亦在抓紧设计之中。 

（3）、谁是减排量购买者（买家）

从已经发布的试点方案来看，北京、上海将碳排放权交易主体以二氧化碳排放1万吨为分界线。如北京拟被强制纳入碳排放权交易的主体，为辖区内2009~2011年年均直接或间接排放二氧化碳排放总量1万吨(含)以上的固定设施排放企业(单位)。据测算，符合要求的企业约400~500家。上海的入选企业将达到380家。天津市则将年综合能耗1万吨标煤以上的企业拟纳入试点。这些企业如果温室气体排放量超过了分配的指标，必须购买向减排项目的业主购买减排量指标。

（4）、什么项目可以交易

    按照“温室气体自愿减排交易管理暂行办法”规定：

参与温室气体自愿减排交易的项目应经过国家主管部门备案的方法学并经国家主管部门备案的审定机构审定。

烟气余热利用项目符合CDM方法学ACM0012。本项目经过国家指定机构审定后，每年产生的减排量可以进入国内减排量交易平台交易。项目业主可以将减排量出售给买家。

（5） 交易价格

国家年底发布指导价格。我们估计在30元/tCO2e以上。

3、社会效益和环境效益

余热利用项目实施后,没有灰、渣和二氧化碳及飘尘、氮氧化合物的排放。较普通热电联产污染物排放相比,每年可减排tCO2e 42500吨、可节约标煤 17000吨,带来的环境效益和社会效益都十分显著。

九、结论和建议

本项目建设条件具备

1、场地可满足设备安装、布置。

2、生产过程中所需的药品、电力、水资源等供应有保障。

项目设计严格遵守“生产可靠、技术先进、节约投资、降低能耗、不影响生产”的设计原则。吸取了其它同类型、同规模项目的经验和教训，为本项目的实施奠定了坚实的基础。

本工程大量地回收了生产过程中的余热，使余热得以综合利用，符合国家的有关资源综合利用。

本工程所采用的技术是欧洲成熟技术，并己在国外经过生产实践的检验，其技术、装备成熟可靠。所使用的氟塑料换热器，是国内成熟产品，并己在国经过生产实践的检验，其技术、装备成熟可靠。

本工程在不影响生产的前提下，节能效果显著，对提高厂能源利用率、降低原材料、燃料消耗、提高经济效益有十分显著的作用。

如前所述：近几年来，我国逐步开始接受烟气余热回收的理念，并在已有电厂及部分新建电厂采用烟气余热回收系统，来提高整厂运行效率，降低煤耗。尽管烟气余热回收系统的概念日益普及，但由于烟气的腐蚀性很强，此类系统的发展一直受制于抗烟气腐蚀材料的发展制约。目前我国的 “低温省煤器”的类似系统，由于在抗烟气腐蚀材料的选择上还处于欧洲90年代初中期水平，使得整个系统不能最大限度地回收烟气余热，且系统使用寿命短，很难形成长期稳定的节能、增效。“燃煤供热锅炉烟气余热回收项目”由于采用欧洲成熟的氟塑料换热器技术，解决了烟气酸露点下的腐蚀问题，增加了回收余热量，可以在不增加燃煤消耗情况下增加供热量和供热面积，系统经济效益较好。

河北发电有限责任公司的“锅炉烟气余热回收项目”有以下意义：

1 将成为同行业中第一个利用此项技术回收余热的单位，填补国内空白；

2 项目减排量可以进行交易，将成为同行业中第一个进入减排量交易系统的项目；

3 项目经济效益好，可以帮助项目业主获得较大收益；

4 项目减少温室气体排放达42500tCO2e，有助于改善当地环境；

氟塑料换热器生产厂家陕西瑞特热工机电设备科技有限公司承诺：

换热器在安装调试完后如果出现不能达到用户工艺要求的，后期的一切改造费用我司全部承担。

 综上所述，建议主管部门批准本建议，以使本项目按计划推进，本项目尽快实施,以便给企业带来更多的收益。

十、本报告编制单位介绍

1、北京赛克赛德管理咨询有限公司www.succeed.net.cn

北京赛克赛德管理咨询有限公司成立于2000年，一直从事企业管理咨询工作。

从2009年起，我们开始从事低碳技术和温室气体减排技术咨询和技术服务，尤其专注于余热开发利用技术服务,包括余热供热、余热发电。

业务范围包括：

低碳技术服务和温室气体减排技术服务（包括不限于：项目策划、项目申请报告、可研报告、技术方案、设备选型、投融资服务、财务分析等）

清洁发展机制CDM

自愿减排量交易

ISO140温室气体排放管理体系

PAS2050商品和服务在生命周期内的温室气体排放评价规范

碳汇、碳中和、碳足迹认证等。

我公司成功帮助大庆西城热力有限公司的工业余热供热项目的

年减排量约15万tCO2e售给芬兰最大的公用能源公司赫尔辛基能源

集团。

我公司开发的“大庆西城热力有限公司的工业余热供热项目”成为首个国家批复的余热供热清洁发展机制项目，可以在2013年开始的七个试点省市包括北京的自愿减排交易市场交易。

2 陕西瑞特热工机电设备科技有限公司www.sxruite.com

陕西瑞特热工机电设备科技有限公司是一家集科研、设计、开发、服务、制造、 经营于一体的高科技企业，公司位于古城西安经济技术开发区。公司主要产品分为：氟塑料换热器（PFA、PTFE、FEP）,钛换热器，不锈钢换热器，氟塑料电加热器，钛电加热器，不锈钢电加热器，电器控制柜，制冷设备，热处理设备，真空炉水冷却循环设备，表面处理设备，工业水处理设备，钢带酸洗设备，硅片酸腐蚀设备，金属焊接设备及各类工装。陕西瑞特公司致力于表面处理涂装生产线、热处理生产线的整体规划、工艺设计及单个设备的制造。对电镀生产线上的各种镀槽、行车、自动控制系统、制冷机组、防腐蚀换热器、电加热器设备、过滤系统、酸雾除尘、废水处理、纯水设备、通风及废气设备、大型的热处理生产线及真空炉循环冷却水设备设计完善，制作工艺先进，生产安装调试快。产品广泛的应用于我国航空、航天、兵器、电子（PCB）、交通、冶炼、热镀锌、化工、医药、食品，大中专院校等行业。公司致力于产品研发及专业化制造。拥有国内一流的加工和检测设备，并与高等院校、科研院所等单位联合从事高新技术产品的攻关和研发，公司在产品的设计生产中引进了国际先进的设计理念和先进的制造技术。公司始终把保证产品质量看作系统工作，全面贯彻ISO9001：2008质量管理体系标准。

  陕西瑞特热工机电设备科技有限公司秉承顾客至上、诚信为本、团结进取、超越创新的理念，弘扬求真务实、追求卓越的宗旨，坚持追求不断完善、实现更好的目标，坚持质量第一，信誉至上的经营原则，始终以饱满的热情，真诚的合作态度，双赢互惠的经营理念，成为各行各业顾客的合作伙伴。