优化节能量算法，更好发挥先进技术节能降碳作用

中国发展改革报社记者 白雪

在当前全球积极应对气候变化、追求可持续发展的大背景下，节能降碳已成为各行业发展的关键任务。锅炉烟气余热回收利用是节能降碳的重要途径。近年来，锅炉烟气余热回收利用技术快速发展，新技术新工艺不断涌现，以三维肋片管烟气暖风器与回转式空气预热器构成的复合式空预器为代表的新一代锅炉烟气余热回收利用技术以全新的技术路线开辟了节能降碳与防堵防腐相互协同的新空间。然而，目前对锅炉烟气余热回收利用的热经济性评价尚存在计算方法不统一、计算结果各异等问题，难以适应新技术发展的需求。

为了完善适应各种锅炉烟气余热回收利用技术的节能量算法，近日，国家节能中心举办“锅炉烟气余热回收技术暨节能量算法讨论会”，与会专家和嘉宾积极建言献策，共同探讨锅炉烟气余热回收技术，针对不同的节能量算法进行深入的讨论。在本次会议上提出的“锅炉烟气余热利用热经济性综合评价方法”可对不同技术方案的节能效果进行清晰直观的比较分析，具有一定的理论创新和很强的实用价值。

提高锅炉烟气余热利用至关重要

煤炭在我国能源体系中占据重要地位，尽管其消费占比呈下降趋势，但总量仍在增加，在电力生产领域，煤电发电量仍近六成。国家节能中心副主任闫勇哲指出，煤炭作为现阶段我国的主体能源和主要碳排放源，在未来一段时间内其消费将保持刚性增长，在能源保供方面起着压舱石和稳定器的作用。

国家能源局科技司能效与储能处处长徐梓铭也提到，即便目前我国新能源装机已超过火电，但火电在我国能源体系中仍占据半壁江山，在未来一段时间内依然是能源压舱石。因此，提高锅炉烟气余热利用效果，实现煤炭清洁利用意义非凡。

锅炉是最重要的用能设备之一，同时也是最重要的用煤设备。锅炉烟气余热回收是锅炉节能的重要途径之一，烟气余热回收系统也逐渐成为锅炉燃烧系统的重要组成部分。国家节能中心副主任闫勇哲表示，“随着技术的不断发展，烟气余热回收技术路径越来越多样化，我国通过积极推进燃煤锅炉节能减排改造，锅炉节能环保运行水平得到了显著提升。然而节能量作为衡量各种锅炉烟气余热回收技术的重要指标，目前并没有统一的算法。”

中国能源研究会理事、能效与投资评估专委会主任焦健认为，锅炉绿色低碳高质量发展的核心在于“两节两减一提高”，即节能节水、减少运行热损失、减少温室气体排放以及提高锅炉运行热效率。锅炉烟气余热利用技术作为其中的重要选项，备受各界关注，发展十分迅速，机炉耦合程度也日益紧密。

“新技术的不断涌现，不仅开辟了锅炉烟气余热利用的新空间，还激发了业界对锅炉烟气余热利用效果评价方法研究的热情，而这些研究成果将为相关标准规范的制修订奠定坚实的基础。由此可见，开展锅炉烟气余热利用的热经济性评价方法学研究意义非凡。”焦健如是说。

制订公认权威性的计算规范是当务之急

当前，烟气余热回收系统（节能系统）已成为锅炉的标配，这直接关系到锅炉厂的性能计算。

西北电力设计院正高工、电力行规《火力发电厂燃烧系统设计计算技术规程》DL/T5240-2010第一主编张建中认为：“在节能设计方案中，机炉耦合程度的深化以及空气预热器与烟气暖风器耦合程度的深化，都涉及对设计边界条件及热力系统设计方案的优化，这使得节能量的计算变得更为复杂，进而对烟气余热回收系统节能量的计算精度提出了新的更高要求。”

“制订出为各方所公认的权威性的计算规范已经成为当务之急。”在张建中看来，例如关于烟气余热的定义及内涵、烟气余热梯级利用系统的内涵、按“节能量综合考量法则”快速评估全厂节能量的方法、以热风温度变化作为余热利用系统锅炉效率的评判准则并据此直接计算锅炉节能量、以输入-输出热量平衡原理为基准将正平衡与反平衡效率相结合的热平衡分析方法、对热耗率/锅炉效率/发电煤耗率三者之间匹配关系划分为3种计算体系模式、在排烟热损失计算中使用“等效排烟温度”的理念等，这些方面均具有一定的创新性，填补了相关领域的空白，可作为识别误区和制订规范时的重要参考。

张建中表示，只有不断完善锅炉烟气余热回收技术及相关计算规范，才能更好地推动煤炭清洁高效利用，助力我国能源领域的可持续发展。

评价方法既有理论创新又有实用价值

据了解，本次会议提出的“锅炉烟气余热利用热经济性综合评价方法”（以下简称“评价方法”），对锅炉烟气余热的计算范围进行了重新界定，提出以省煤器出口截面作为烟气余热的起始界面，以省煤器出口烟气温度作为计算锅炉烟气余热的起始温度。同时，强调锅炉烟气余热利用的热经济性评价应从锅炉侧和汽轮机侧共同考量，全面分析，综合评估。

据了解，该评价方法基于能量平衡原理，提出以空气预热器出口的热风温度变化和冷空气进口温度差异作为锅炉侧余热回收利用效果及节能量的基本判据，给出了一种不单纯依赖排烟温度分析锅炉效率变化的新途径。同时，该评价方法提出了“等效排烟温度”的新概念及计算方法，为更加合理地计算排烟热损失提供了依据。

烟气余热回收利用系统应综合考虑锅炉空气预热器及尾部换热器防硫酸氢铵堵塞、防硫酸低温腐蚀等问题。在技术方案比选时，应将更低环境温度的适应性以及长周期运行条件下的可靠性作为重要比较条件。为此，该评价方法给出了一种金属壁温计算方法，为准确评估三维肋片管烟气暖风器等烟气余热回收利用设备的低温腐蚀耐受能力提供了计算依据。

由中国科学院院士、西安交通大学学术委员会主任、能源与动力工程学院教授何雅玲，国家发展改革委能源研究所原所长、研究员戴彦德，原国家能源专家咨询委员会副主任、全国能源基础与管理标准化技术委员会顾问白荣春，原电力规划设计总院党委书记、院长（全国工程勘察设计大师）谢秋野等业内专家组成的专家组认为，“锅炉烟气余热利用热经济性综合评价方法”可对不同技术方案的节能效果进行清晰直观的比较分析，具有一定的理论创新和很强的实用价值。建议以该评价方法为基础，继续开展相关研究和应用，积极参与相关标准的制修订工作，更好地发挥先进技术对锅炉节能降碳的促进作用。