天然氣鍋爐煙氣余熱深度回收技術

摘 要：傳統(tǒng)的鍋爐排煙溫度較高，造成一些熱量的浪費，不利于企業(yè)的環(huán)保和經濟效益。特別是在當前節(jié)能環(huán)保的社會，加強對燃氣鍋爐余熱回收的研究具有重要的現(xiàn)實意義。因此，有關部門和企業(yè)應重點對燃氣鍋爐煙氣回收，積極采取有效措施，不斷提高熱回收過程中，特別注重先進技術的應用，進一步提高煙氣余熱回收效率。

關鍵詞：天然氣鍋爐；煙氣余熱；深度回收；技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.067

在煤、氣、燃油鍋爐中應用到的煙氣余熱回收為一個專用裝置，一般安置于鍋爐煙口或煙道里，煙氣余熱回收裝置周圍管箱，中間的隔板把兩邊的通道分隔開。煙氣余熱回收裝置工作的時候，高溫煙氣利用煙道對熱管有著向上力道的沖刷效果，在該種狀況下能夠導致熱管大量吸熱，使得煙氣放熱溫度降低，而熱管吸收熱量則能夠導致右端空氣或水受熱出現(xiàn)逆向沖刷問題，由于熱管放熱，使得空氣或水大量吸熱，從而導致溫度大幅增高，該種狀況下應該確保余熱回收器的出口煙氣溫度要等于或高于露點。

1 煙氣特性探究

天然氣的主要成分是烴，燃氣鍋爐所排的煙中水蒸氣占比較大，通過研究發(fā)現(xiàn)，燃氣鍋爐所排的煙在能夠利用的熱能里，其中水蒸氣的汽化潛熱占據了很大的比例。一般1立方米的天然氣在燃燒之后能夠釋放出1.55千克的水蒸氣，能夠產出的汽化潛熱大概是3700千焦/千克，在天然氣低位發(fā)熱中占比超過百分之十。在傳統(tǒng)的鍋爐中，通常排煙溫度處于160到250攝氏度之間，煙氣里的水蒸氣還是溫度過高，不會變化成液態(tài)釋放汽化潛熱。所以傳統(tǒng)的天然氣鍋爐在理論上認為熱效率大概為百分之九十五，通過冷凝式換熱器能夠降低煙氣溫度，使溫度低于露點溫度，則能夠對煙氣里的水蒸氣凝結潛熱進行回收，將低位發(fā)熱量當作基準進行集散，則天然氣鍋爐的熱效率能夠達到甚至高于百分之一百一。

2 煙氣余熱回收的工作原理及回收原則

2.1 煙氣余熱回收的工作原理

導熱率高熱管是一種導熱元件，該熱管內部進行傳熱的方式關鍵為通過工作液體的氣液相變，該熱管的熱阻較小，有較高的導熱能力，有很好的經濟性，可以較為容易的使冷、熱流體進行完全逆流換熱，以此來獲取較為理想的對數(shù)溫差，并且沿測阻力較小，大概為20到30帕，該系統(tǒng)較為簡單，有很明顯的節(jié)能效果?，F(xiàn)在煙氣余熱回收裝置所能傳導熱量的溫度大概為30到1000攝氏度。該種煙氣余熱回收裝置和傳統(tǒng)的裝置相比較更加的安全，所適用的范圍也愈加的廣闊，同時超導熱管的形狀獲得了較大的進步，更為靈活。

2.2 煙氣余熱回收的工作原則

將增加現(xiàn)有設備的運行效率作為關鍵，盡可能的降低能量的損失。因為有些熱設備能夠排出很多高溫煙氣，在此種狀況下應該增強對余熱的有效利用，一般情況下會對本設備及本系統(tǒng)實行優(yōu)先利用，所采取的方法主要包括提早加熱物體和投入預熱助燃空氣等方法。針對那些余熱回收不能被本設備及本系統(tǒng)所利用的狀況可采用利用回收產出熱水或蒸汽的方法，通過這種方法來產生動力。余熱所包括的種類有很多，以此進行回收的時候應該注意依照余熱的特征以及排出的狀況和數(shù)量、介質溫度等實行合理的可行性研究，以此來依照余熱的特征實現(xiàn)最大可能的回收，合理的對余熱能夠用到的設備種類及規(guī)模進行選擇，一定要嚴格的遵照有關標準實行處理，防止由于高壓高熱等因素所導致的危險問題。

3 燃氣鍋爐煙氣余熱回收采取的技術

3.1 相變換熱器

在相變換熱器中比較有特點的就是“相變”概念，對壁面溫度控制機理方面有了更為細致的敘述，在理論方面實現(xiàn)控制低溫腐蝕。而變相模塊，就是對熱管換熱器進行的整體化設計，保證溫度梯度處于一個較小的范圍中，同時將相變的時候對水量參數(shù)的調節(jié)進行匯集，以此來更為準確的調控壁面溫度。該相變換熱器在進行工作的時候，通常把循環(huán)介質量與介質所處的工況當作調劑量進行使用，以此來更為準確的調控壁面溫度。

3.2 熱管技術

所謂熱管，就是通過汽化潛能進行能量傳遞的一類比較高效的傳熱裝置。熱管的體積較小，但有著很高的傳熱效率，有很好的節(jié)能效果?？捎捎谄鋺玫降牟牧虾苁芟蓿沟脽峁茉趦r格方面比較高，再加上在工業(yè)上投入使用的時間比較短，還有很多問題需要解決，因此還需進行深度的探索與研究。

3.3 冷凝鍋爐

在煙氣里面的水蒸氣具有很多潛熱，而使用傳統(tǒng)煙氣回收的方式僅僅面向的顯熱，使得很多的潛熱得不到利用，大大降低了鍋爐的熱效率。而冷凝鍋爐則通過煙氣冷凝余熱回收裝置，把煙氣中的顯熱以及水蒸氣中的潛熱應用到余熱鍋爐系統(tǒng)回水以及給生活用水進行加熱和鍋爐的補水，這樣既增加了鍋爐的熱效率，還將煙氣里的氮氧化物吸收進冷凝液中，大大減小了煙氣里酸性氣體的比例，降低了對環(huán)境的污染。由于燃氣鍋爐的煙氣里擁有很多水蒸氣，所以特別適合應用此項技術；而對于煙氣里面水蒸氣比例一般的燃油鍋爐，使用此項技術具有非常大的潛力，還應進行深度的探究；對于燃煤鍋爐來說，由于起煙氣里水蒸氣的占比很低，所以不應使用此項技術。

3.4 計算機控制技術的作用分析

燃氣鍋爐煙氣余熱回收過程，影響回收利用的質量和效率的因素很多，如回收設備，回收利用技術和控制技術，控制技術起著非常重要的作用，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，選擇排氣溫度可直接反映生產過程和容易衡量控制參數(shù)。通過自動控制系統(tǒng)的PID控制指令，對外界的各種干擾進行處理，通過對變頻器、電控閥等現(xiàn)場執(zhí)行設備的控制，可以穩(wěn)定地控制目標值。其次，對于較大的干擾因素，可采用計算機控制系統(tǒng)控制設備的切換，保證整個回收過程的正常穩(wěn)定運行。最后，應用計算機技術提高企業(yè)信息化水平，有效地克服了傳統(tǒng)燃氣鍋爐煙氣余熱回收效率低的缺點，為降低燃氣鍋爐的運行成本打下了堅實的基礎?？傊嬎銠C技術在熱回收鍋爐煙氣中的應用，提供了可能性，為實現(xiàn)自動控制，許多自動化技術是以計算機技術為基礎，因此，企業(yè)應根據鍋爐煙氣余熱回收的實際實施，技術、集成控制技術和計算機自動回收行業(yè)的不同控制，進一步提高鍋爐回收效率。

4 注意事項

（1）通常情況下燃氣采暖爐進行排煙的時候露點溫度大概為55攝氏度，煙氣里水蒸氣體積分數(shù)則為限制煙氣露點溫度的關鍵性因素，并且過量空氣系數(shù)又是限制水蒸氣體積分數(shù)的因素，所以若要使煙氣里的熱量的到最大程度的回收，則應控制好過量空氣系數(shù)，把煙氣溫度調整到小于露點溫度，如此便能夠回收煙氣里的顯熱量，還能夠回收煙氣里的水蒸氣凝成液體所放出的潛熱量。（2）通過使用煙氣余熱回收技術，工作中鍋爐的熱效率增加了大概百分之十七，降低了使用到的天然氣的量，使得進行煤改工程所導致的天然氣使用量過大的現(xiàn)象得到了改善。

5 結論

傳統(tǒng)的間接接觸換熱技術已經比較成熟，但在煙氣潛熱回收的能力是有限的，隨著環(huán)保要求的不斷提高，它是恢復模式命令更有效，和煙氣余熱回收裝置適用于燃氣鍋爐的合理選擇，效率的提高具有重要的意義。直接混合換熱技術回收煙氣潛熱但是效果顯著，，當排煙溫度低于煙氣露點，具有高耐腐蝕性的酸性冷凝水的形成，對設備使用壽命的影響，這是在技術的實際應用的一大難題，但總的來說，直接混合式冷凝器技術值得推廣。

參考文獻：

[1]王玉青.燃氣熱水鍋爐煙氣余熱深度回收系統(tǒng)分析與應用[J].區(qū)域供熱，2016（02）：70-76.

[2]張群力，張秋月，曹明凱，紀迎迎.燃氣鍋爐煙氣余熱回收利用技術研究[J].建筑科學，2016（06）：133-141.

[3]謝正和，陳鵬，賈向東，劉英杰，朱迎春，李洋.煙氣余熱深度回收方法研究[J].工業(yè)技術創(chuàng)新，2016（03）：529-531.

[4]王志勇，劉暢榮，王漢青等.燃氣鍋爐煙氣熱損失即冷凝余熱回收[J].煤氣與熱力，2016（06）：4-7.

作者簡介：蔡景輝（1979-），男，天津人，研究生，主要從事建筑節(jié)能、余熱余壓利用、清潔能源供熱研究工作。endprint