煙道尾部余熱回收技術(shù)在有機(jī)熱載體鍋爐節(jié)能降耗中的應(yīng)用

吳兵兵

南通市如東質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，江蘇 南通 226400

0 引言

有機(jī)熱載體爐因具有“高溫低壓”（常壓或較低壓力時(shí)出口溫度就可達(dá)300℃）、安全、高效等特點(diǎn),且供熱溫度可以精確控制，能夠滿足中小型企業(yè)的生產(chǎn)需求，在我縣得到了廣泛使用。雖然其優(yōu)點(diǎn)很多，但在節(jié)能降耗方面還有挖掘的潛力，本文對(duì)此類設(shè)備的節(jié)能現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并實(shí)際檢驗(yàn)了余熱回收技術(shù)在節(jié)能降耗中的作用。

1 有機(jī)熱載體鍋爐能耗狀況

1.1 排煙溫度偏高導(dǎo)致排煙熱損失過(guò)大

熱量傳遞方式有熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對(duì)流3種，我們的有機(jī)熱載體鍋爐主要是通過(guò)輻射和對(duì)流受熱來(lái)提高鍋爐溫度，缺少蒸汽鍋爐前后管板煙氣輻射和管束對(duì)流輻射，相比之下受熱面和受熱路徑就顯得小很多，相當(dāng)一部分的火焰及煙氣直排大氣，排煙溫度高達(dá)200℃以上，導(dǎo)致排煙熱損失過(guò)大。

1.2 油汽共存現(xiàn)象導(dǎo)致浪費(fèi)能源

《有機(jī)熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第30條規(guī)定：“有機(jī)熱載體必須經(jīng)過(guò)脫水后方可使用”，這是因?yàn)樾录佑?、換油或者維修過(guò)程中容易混入水分，所以一般鍋爐加入熱載體后要進(jìn)行脫水操作，當(dāng)油溫升至110℃以上時(shí)，水分被汽化，且汽化量隨溫度升高不斷增加，當(dāng)高位油槽放空閥大量排氣時(shí)，還會(huì)出向噴油，此時(shí)往往會(huì)緊急關(guān)閉放空閥，導(dǎo)致脫水不凈，產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象，影響熱載體循環(huán)流量的穩(wěn)定，浪費(fèi)能源。

1.3 停爐不規(guī)范導(dǎo)致熱損耗增加

停爐時(shí)未能做到爐停泵轉(zhuǎn)，造成了熱油自然冷卻在系統(tǒng)內(nèi)，當(dāng)下次繼續(xù)使用時(shí)，因系統(tǒng)管壁有較厚的油膜，人為的縮小的系統(tǒng)管徑，這樣，不但增加了循環(huán)泵的阻力，同時(shí)也影響了傳熱，而且還損耗了可用熱載體。

1.4 缺少保溫措施導(dǎo)致散熱損失增加

有不少單位出于經(jīng)濟(jì)成本的考慮，鍋爐或者管道不進(jìn)行保溫措施處理，導(dǎo)致大量熱能的散失。還有一些單位不能及時(shí)對(duì)鍋爐受熱面的積灰進(jìn)行清理，影響了傳熱，導(dǎo)致出口溫度偏低，供熱不足，浪費(fèi)了燃料。

綜上所述，有機(jī)熱載體爐的熱效率受多種因素的影響，間接或直接的浪費(fèi)了能源、污染了環(huán)境。

2 充分利用煙氣余熱、大幅提高熱效率

有機(jī)熱載體爐運(yùn)行時(shí)的排煙溫度通常在180℃～400℃之間，排煙熱損失隨著排煙溫度的升高而增加。高溫?zé)煔獯罅颗欧挪粌H沒(méi)有得到充分合理的利用，浪費(fèi)了大量的熱能，反而污染了環(huán)境。所以說(shuō)，有機(jī)熱載體爐排煙余熱的合理利用對(duì)提高運(yùn)行熱效率具有積極的作用，而煙氣余熱回收技術(shù)的利用正好解決了這一問(wèn)題，我們通常采取的措施是在鍋爐尾部煙道加裝余熱回收裝置，對(duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行回收二次利用。

2.1 改造案例

我們選取了當(dāng)?shù)啬臣徔椨∪酒髽I(yè)一臺(tái)WQXL-3.5/320-AⅡ型導(dǎo)熱油爐進(jìn)行了技術(shù)改造，改造前排煙溫度為320℃、給水溫度為20℃、24小時(shí)耗煤量為15t，針對(duì)該導(dǎo)熱油爐的現(xiàn)狀，其排煙溫度仍有較大利用空間，我們?cè)谄湮膊繜煹兰友b了熱管式熱水發(fā)生器，回收排煙損失的大部分余熱，用于生產(chǎn)熱水，提高鍋爐給水溫度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2.2 回收裝置工作原理

煙氣余熱回收裝置主要為熱管換熱器，熱管的下端從煙氣側(cè)吸熱，其中的導(dǎo)熱介質(zhì)吸收了高溫?zé)煔獾臒崃亢笃?，介質(zhì)狀態(tài)由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)，并由熱管底端上升至上端向管外工質(zhì)（鍋爐給水）放熱，凝結(jié)為液體，沿管內(nèi)壁返回到受熱段并再次受熱汽化，如此循環(huán)反復(fù)，連續(xù)不斷吸收煙氣中的熱量，并將熱量從一端傳遞到另一端，從而降低排煙溫度，減少熱損失，同時(shí)提高給水溫度，大幅度提高鍋爐熱效率。

2.3 改造效果

經(jīng)過(guò)改造，其節(jié)能效果十分顯著。該導(dǎo)熱油爐的排煙溫度降低為200℃，煙氣降溫幅度達(dá)120℃，同時(shí)給水溫度也得到了增加，提高為65℃，相反24小時(shí)內(nèi)的燃煤量有所下降，減少為14.3t。由此我們可以分別計(jì)算一下數(shù)據(jù)量。

（式中：Q為熱管換熱器回收熱量，單位：kca1/h；Bj為燃料消耗量，單位kg/h；I1為320℃時(shí)煙氣焓值，單位kca1/kg；I2為200℃時(shí)煙氣焓值，單位kca1/kg；為熱管熱水發(fā)生器保熱系數(shù)，取0.98）

（式中：G為熱水量，單位：kg/h； Q為熱管換熱器回收熱量，單位：kca1；I1為給水焓，單位kJ/kg；I2為出水焓，單位kJ/kg）

年產(chǎn)熱水量=105.8t/天×300天=31740t（年運(yùn)行時(shí)間按300天計(jì)算）；

煙氣中回收來(lái)的熱量不僅僅有效節(jié)約了企業(yè)用煤，所產(chǎn)生的熱水除了可以用于鍋爐給水外，還可用于企業(yè)的生活用水等方面，進(jìn)一步節(jié)省了企業(yè)成本。

3 余熱回收裝置節(jié)能技術(shù)特點(diǎn)

3.1 熱管特性

熱管對(duì)于該余熱回收裝置而言可以說(shuō)是最重要的部件，它是一種具有極高熱性能的新型傳熱元件，通過(guò)在全封閉真空管內(nèi)的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有以下基本特性：1）超強(qiáng)的導(dǎo)熱性。依靠?jī)?nèi)部工作液體的汽、液相變傳熱，熱阻很小，因此具有很高的導(dǎo)熱能力；2）優(yōu)良的等溫性。熱管內(nèi)腔的飽和蒸汽從蒸發(fā)段流向冷凝段所產(chǎn)生的壓降很小，溫降亦很小，因而具有優(yōu)良等溫性；3）熱流方向可逆性。熱管兩端均可吸熱和放熱；4）熱流密度可變性。可以單獨(dú)改變蒸發(fā)段和冷卻段的加熱面積；5）使用的安全性。管內(nèi)壓力低于外界壓力，其不會(huì)發(fā)生爆炸；6）應(yīng)用的廣泛性。應(yīng)用廣泛、靈活，能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境。

3.2 余熱回收裝置技術(shù)特點(diǎn)

熱管余熱回收裝置具有以下技術(shù)特點(diǎn)：1）體積小，只是普通熱交換器的1/3，結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)安裝空間要求不高；2）煙室為上下貫通式，增大了煙氣流通面積，因而流通阻力減小，傳熱效果增強(qiáng)，降溫幅度增大；3）低溫?zé)煔膺M(jìn)入除塵器后，產(chǎn)生水汽較少，可以降低引風(fēng)機(jī)的負(fù)荷；4）系統(tǒng)為程序化控制，無(wú)需專人操作，安全可靠；5）進(jìn)口處設(shè)煙氣擋板，可調(diào)節(jié)通過(guò)裝置的煙氣量，使之傳熱均勻；6）設(shè)有多處清灰裝置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況制作清灰漏斗，全方位徹底清灰，降低煙塵排放量，有利于環(huán)境的保護(hù)。

4 結(jié)論

通過(guò)利用余熱回收裝置將鍋爐煙氣中的熱量進(jìn)行回收再利用，它的積極意義不僅僅在于將傳統(tǒng)有機(jī)熱載體爐鍋爐廢煙氣回收用于提高鍋爐給水溫度，實(shí)現(xiàn)能源再利用，大幅提高現(xiàn)行工業(yè)鍋爐運(yùn)行熱效率，而是要通過(guò)節(jié)能技術(shù)的改造推廣來(lái)喚醒整個(gè)行業(yè)的節(jié)能降耗意識(shí)、保護(hù)資源環(huán)境，從而帶動(dòng)全社會(huì)推進(jìn)節(jié)能降耗行動(dòng)，從我做起、從身邊做起。

[1]鄺平健，過(guò)偉權(quán)，王顯章，謝新華.工業(yè)鍋爐節(jié)能方法及應(yīng)用[J].黑龍江電力，2007(12).

[2]王洪亮，郎豐海.超導(dǎo)熱管換熱器在鍋爐節(jié)能中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2011(5).