對(duì)于鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)及其工程應(yīng)用的分析

楊帆（天津渤化石化有限公司，天津 300452）

1.鍋爐煙氣余熱回收的意義

我國(guó)燒鍋爐是工業(yè)發(fā)展、生存取暖、生活用電等不可或缺的方式，然而不論是工業(yè)鍋爐、燒煤鍋爐還是電站鍋爐，其煙氣排放都帶走大量熱量。研究表明，煙氣溫度每降低15-20℃可以提高鍋爐熱效率1%。因此，降低鍋爐煙氣溫度既節(jié)能又環(huán)保。

2.鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)

鍋爐煙氣余熱回收裝置安裝在鍋爐與排煙管道間，將鍋爐煙氣余熱進(jìn)行回收再利用，可用于多種用途，例如:生活中的木地板取暖、加熱生活用水等。此法既可以減少熱能損失，又可減少顆粒物排放，從而減少成本，保護(hù)空氣。

2.1 常規(guī)的鍋爐煙氣余熱回收裝置

常規(guī)煙氣余熱回收裝置在一定程度上可以達(dá)到回收熱能、減少排煙量的作用，但降低煙氣溫度的幅度并不理想，節(jié)能減排效果一般。并且這些裝置體積大、易被腐蝕，不是可選擇的最好裝置，有待被改進(jìn)，或被創(chuàng)新型高效余熱回收裝置所替代。

2.2 熱管式換熱器煙氣余熱回收裝置

將集中起來(lái)的一組熱管放置于冷源、熱源之間，將熱源區(qū)域的大量煙氣連續(xù)不斷的輸送至冷源區(qū)域，在這過(guò)程中，便可達(dá)到煙氣余熱降溫的效果，這便是熱管式換熱器。實(shí)驗(yàn)表明，排煙溫度每降低10℃，鍋爐效率可提高0.5%-0.6%。

最常用的熱管式換熱器為煙氣---水換熱器，將鍋爐排出的煙氣轉(zhuǎn)換成熱能輸送到換熱管，與此同時(shí)，換熱管中的低溫水在循環(huán)過(guò)程中與換熱管壁發(fā)生沖擊、對(duì)流，吸收煙氣中的熱能。

熱管換熱器具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如:結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單無(wú)噪音干擾，避免造成太大外部性；具有較好輸送熱能的能力，有效提高熱能利用率；對(duì)層次較低設(shè)備的熱能回收經(jīng)濟(jì)有效，避免裝置昂貴購(gòu)置不起。

2.3 冷凝式鍋爐

冷凝式鍋爐是利用高效、環(huán)保的煙氣冷凝余熱回收裝置來(lái)直接吸收鍋爐煙氣中的大量熱量和間接吸收水蒸汽凝結(jié)所釋放出來(lái)的潛熱，從而達(dá)到降低煙氣溫度，提高熱能利用的效果。冷凝式鍋爐這種煙氣回收裝置可以把煙氣中的大量熱能回收，進(jìn)行再利用，極大的增加了鍋爐產(chǎn)熱效率，減少了能耗損失，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)。

3.鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)的應(yīng)用

3.1 熱管式換熱器的應(yīng)用

鑒于熱管式換熱器具有文中所述等優(yōu)點(diǎn)，適宜被應(yīng)用于煙氣余熱的回收中，例如應(yīng)用于石油工業(yè)、電站行業(yè)、氮肥行業(yè)等。在應(yīng)用中應(yīng)注意以下技術(shù)要點(diǎn):一、為防止換熱器在工作中阻礙煙氣流通而影響鍋爐產(chǎn)熱效率，應(yīng)適當(dāng)加大換熱器熱管的橫截面積，以防熱管被顆粒物粘附使之橫截面積變小甚至發(fā)生堵塞，發(fā)生爆炸等安全問(wèn)題。二、注意換熱器的檢查修理問(wèn)題，鍋爐燃燒產(chǎn)生煙氣，長(zhǎng)期會(huì)在換熱器熱管外壁附著塵灰，影響換熱器的換熱效率。三、防止氣體在熱管內(nèi)結(jié)垢現(xiàn)象的發(fā)生。由于換熱器工作要點(diǎn)是煙氣與水在交換器熱管內(nèi)交換而降溫?zé)煔?，在沖擊過(guò)程中水對(duì)煙氣的沖撞浸泡作用力會(huì)使煙氣中的顆粒物附著熱管內(nèi)壁，水中礦物質(zhì)也可能粘貼于熱管內(nèi)壁，從而發(fā)生熱能回收的低效率，因此，應(yīng)多加防范。

邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院供學(xué)生生活用蒸汽鍋爐的煙氣余熱回收項(xiàng)目便取得了極大的成功。運(yùn)行一個(gè)月后，所有數(shù)據(jù)均達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，煙氣平均降低50℃左右，一年可產(chǎn)生60℃熱水約27830t，實(shí)際回收熱量5.24×10∧9kJ，鍋爐效率提高2.1%。經(jīng)過(guò)推算，該項(xiàng)目運(yùn)行1年可節(jié)省蒸汽2440t,可節(jié)省原煤824.7t,直接經(jīng)濟(jì)效益為481900元。

3.2 冷凝式鍋爐的應(yīng)用

煙氣冷凝熱回收裝置有多種應(yīng)用方法:一、直接加熱供熱系統(tǒng)。這種方法要求在鍋爐的尾部安裝煙氣冷凝熱回收裝置，實(shí)施鍋爐房改造簡(jiǎn)單、改造成本低廉。二、加熱生活熱水或低要求工業(yè)生產(chǎn)用水等。這種方法將水箱、冷凝熱回收裝置等連接在一起，形成一個(gè)完整的循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)該裝置加熱的熱水可用作生活用水或者低要求的生產(chǎn)用水。三、該裝置與木地板供熱系統(tǒng)連接在一起共同進(jìn)行。當(dāng)該裝置從煙氣中回收的熱能可以滿足地板供暖的要求時(shí)，便可直接使用該熱能，當(dāng)該方法提供熱能不足時(shí)，由正式供暖系統(tǒng)額外補(bǔ)充。

冷凝式鍋爐的使用還可以有效的去除燃料燃燒產(chǎn)生的大量CO2、NOx和少量的SO2，這些物質(zhì)排放到大氣，會(huì)引起溫室效應(yīng)和酸雨的產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞作用。冷凝鍋爐在冷凝煙氣中水蒸汽的同時(shí)，利用一些化學(xué)反應(yīng)可以很方便的除掉這些氣體，其反應(yīng)原理為:4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O和6NO2+8NH3=7N2+12H2O。這種選擇性催化還原法由兩大主體組成:氮氧化物脫除劑制備系統(tǒng)、反應(yīng)器。通過(guò)向反應(yīng)器內(nèi)噴入反應(yīng)劑NH3將NO還原為氮?dú)狻?/p>

4.結(jié)語(yǔ)

目前所采用的鍋爐煙氣回收裝置基本都是在鍋爐與煙氣最終排放管道之間安裝，這種方式無(wú)疑都會(huì)產(chǎn)生裝置內(nèi)堵塞煙氣中顆粒物的危險(xiǎn)，產(chǎn)生安全隱患。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，有必要對(duì)各種裝置進(jìn)行創(chuàng)新改造，使其更符合節(jié)能減排的要求。

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