冶金生產(chǎn)中提升鍋爐熱能回收效率的方法研究

◎陳泳江

工業(yè)用鍋爐在整體國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中是一類主要的動(dòng)力源頭，并為冶金行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步做出了巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)工業(yè)鍋爐的運(yùn)行過(guò)程也消耗了大量能源，其排放的煙塵和廢水均含有未能有效回收使用的熱能，導(dǎo)致了不必要的資源浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，冶金行業(yè)生產(chǎn)中煤氣的能源消耗占比逐漸上升，特別是各條生產(chǎn)線滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的單日消耗量。本文對(duì)怎樣提升鍋爐熱能回收效率實(shí)施簡(jiǎn)單的討論，給出了可以顯著提高熱能回收效率的辦法。

伴隨著國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)生產(chǎn)水平的持續(xù)提升，對(duì)相關(guān)能源使用情況的管控和使用愈來(lái)愈嚴(yán)格且正規(guī)，現(xiàn)階段因?yàn)橐苯鹦袠I(yè)相應(yīng)的能源的使用也導(dǎo)致了自然環(huán)境的嚴(yán)重污染，形勢(shì)非常嚴(yán)峻。因此，在冶金行業(yè)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，工業(yè)用鍋爐的節(jié)能化使用現(xiàn)已經(jīng)上升成為相關(guān)企業(yè)生存及發(fā)展的一類關(guān)鍵任務(wù)。隨著冶金行業(yè)的生產(chǎn)作業(yè)持續(xù)進(jìn)行，便會(huì)生成大量的煤氣，這些生成的煤氣均為比較優(yōu)質(zhì)的可循環(huán)再利用能量資源，污染水平低但是卻具有較高的能效，是冶金生產(chǎn)過(guò)程中能夠獲得的優(yōu)質(zhì)的清潔能源。因此，冶煉生產(chǎn)進(jìn)程中煤氣資源的科學(xué)合理回收使用及相關(guān)熱電鍋爐的富余熱能有效回收利用為提升能源使用效率，有效保護(hù)自然環(huán)境的關(guān)鍵任務(wù)。冶金行業(yè)鍋爐的工作進(jìn)程中，閉環(huán)裝置系統(tǒng)中的除鹽水將會(huì)隨著熱電鍋爐的使用持續(xù)蒸發(fā)并消耗。與此同時(shí)在相關(guān)鍋爐的爐膛管道內(nèi)部將產(chǎn)生水垢及廢渣，此類沉淀物的持續(xù)增加及聚集必然降低熱電鍋爐的綜合熱效率。因此，通常來(lái)講生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中均要針對(duì)鍋爐實(shí)行周期性排污作業(yè)，把此類沉淀物和鍋爐爐腔底部的廢渣排除到鍋爐之外，以此防止結(jié)垢現(xiàn)象的產(chǎn)生。并提高鍋爐的綜合熱效率，其運(yùn)行過(guò)程也將更加安全和節(jié)約一定的成本。

一、鍋爐的特點(diǎn)

鍋爐的類型通常來(lái)講分別是蒸汽式鍋爐及熱水式鍋爐2大類，蒸汽式鍋爐里的水分因?yàn)槠鋬?nèi)部溫度的不斷上升而逐漸地蒸發(fā)形成了水蒸汽，在相關(guān)的轉(zhuǎn)化過(guò)程中將會(huì)同時(shí)出現(xiàn)顯熱和潛熱2類狀況的交替變化，而在熱水形式鍋爐中只出現(xiàn)顯熱現(xiàn)這一類狀況的交替的現(xiàn)象。假如這兩類鍋爐均維持在想同的供熱水平，此時(shí)的熱水形式鍋爐中的水流量便會(huì)大大高于蒸汽形式鍋爐的內(nèi)部的水流量。蒸汽形式鍋爐和熱水形式鍋爐針對(duì)水流量區(qū)間的挑選也有一定的區(qū)別，也存在供水/回水的溫度差。水流量的不同也會(huì)導(dǎo)致鍋爐裝置的熱回收系統(tǒng)的傳熱溫度差產(chǎn)生差異的狀況，水側(cè)表層的傳熱相關(guān)系數(shù)也存在差異。然而同一類熱量回收利用系統(tǒng)，其煙氣側(cè)表層相比水側(cè)表層對(duì)換熱裝置具有更顯著的影響和制約，但是該水流量在相關(guān)區(qū)間內(nèi)將有較明顯的波動(dòng)現(xiàn)象。水流在流動(dòng)的情況下將會(huì)經(jīng)過(guò)層流流動(dòng)過(guò)渡之后就會(huì)變成相關(guān)的湍流流動(dòng)。因此水側(cè)表層針對(duì)傳熱裝置的制約作用比較明顯，無(wú)法忽視其的作用。假如水流量很大，鍋爐內(nèi)部的水溫上升速度將會(huì)比較緩慢，這樣的情況下，利于相關(guān)的熱量回收設(shè)備的傳熱溫差數(shù)值的增大，可以使得此系統(tǒng)的傳熱效應(yīng)得到明顯的增強(qiáng)。

二、提升鍋爐熱量回收再利用的相關(guān)辦法

1.冷凝形式鍋爐的相關(guān)特性。

冷凝形式的鍋爐通常指的是在常規(guī)的鍋爐的基礎(chǔ)上加裝了相關(guān)冷凝形式的換熱裝置，此類型的鍋爐模式和常規(guī)的鍋爐相比較，能夠把鍋爐設(shè)備的最終排煙溫度顯著降低。比如傳統(tǒng)的冶金生產(chǎn)用鍋爐裝置，為了預(yù)防在低溫的條件下鍋爐裝置產(chǎn)生腐蝕的問(wèn)題，通常來(lái)講排煙溫度設(shè)置在一個(gè)相對(duì)較高的數(shù)值，一般是大于最終狀態(tài)時(shí)刻的鍋爐煙氣水蒸氣的露點(diǎn)溫度，煙氣內(nèi)部大量熱能沒(méi)有經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)幕厥绽枚潜话装着懦到y(tǒng)而造成了不必要的浪費(fèi)。與此同時(shí)，因?yàn)樗魵鉀](méi)有經(jīng)過(guò)冷凝處理，導(dǎo)致當(dāng)中的許多熱量也遭到浪費(fèi)，使得相關(guān)鍋爐整體熱效率較低。而冷凝形式的鍋爐，其排煙溫度大大低于鍋爐系統(tǒng)的冷凝水的溫度，針對(duì)冷凝水回收過(guò)程中的熱能進(jìn)行再利用?，F(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)的冷凝水的回收再利用通常分為密閉形式及開(kāi)放形式兩類，上述兩類模式在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中回收熱能的效率有所差別，并且工程投資的預(yù)算金額也有較大的差別，后文將會(huì)詳細(xì)加以闡述。

2.間壁形式冷凝熱量回收方式。

間接接觸形式的冷凝的模式，其內(nèi)部的煙氣和被加熱升溫的相關(guān)介質(zhì)在此類熱能回收設(shè)備里不能直接發(fā)生聯(lián)系，系統(tǒng)實(shí)行降溫除煙，再實(shí)施處理。間壁形式的冷凝水熱能回收再利用設(shè)備通常有兩類，第一類是指熱管形式換熱裝置在工作進(jìn)程中，其中一段進(jìn)行加溫，生成的水蒸汽轉(zhuǎn)移到冷凝部分降溫形成水，借助循環(huán)水泵系統(tǒng)又一次次被升溫加以循環(huán)使用，熱能從較熱部分轉(zhuǎn)移到放熱部分。第二類是指在中部的板片形式進(jìn)行熱交換。此類構(gòu)造的特征即為設(shè)計(jì)合理簡(jiǎn)便，使用保養(yǎng)陳本較低，并且維修均比較便捷，換熱效率較高。

3.直接接觸冷凝形式。

冷卻水在直接接觸體系中注入熱煙氣體之中，能夠方便使用噴嘴反向流動(dòng)的模式。當(dāng)冷凝水在熱煙氣體中的百分比達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，該熱煙氣體便可以被降溫至飽和溫度以下。此類裝置構(gòu)造簡(jiǎn)便，金屬材料使用較少，沒(méi)有在污漬水垢熱阻及水管內(nèi)壁熱阻，所以綜合熱阻數(shù)值比較小，熱交換系數(shù)較大，熱能回收再利用效率較高。除此以外，熱煙氣體通過(guò)水洗處理以后，當(dāng)中包含的煙氣粉塵及某些可溶物能直接溶進(jìn)水中，能夠阻止有毒有害氣體對(duì)自然環(huán)境造成損壞。特別在水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)較低的狀況下，此類方法效果更加顯著。

4.燃煤裝置針對(duì)燃煤類型的挑選。

在當(dāng)前應(yīng)用的大部分冶金燃煤鍋爐中，煤氣系統(tǒng)均是分別實(shí)行燃燒作業(yè)的，燃燒以后產(chǎn)生的火焰全部依賴鍋爐內(nèi)部的高溫輻射，與此同時(shí)與鼓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)裝置一共工作。如果在穩(wěn)定的燃燒載荷作用下，常規(guī)燃煤燃燒系統(tǒng)能量消耗越大，鍋爐鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)越高，鍋爐內(nèi)部的燃燒也就越充分，然而此流程無(wú)法針對(duì)全部的鍋爐作業(yè)均為有益，通常狀況下燃燒以后，底層的吸熱區(qū)域及火焰會(huì)出現(xiàn)延遲狀態(tài)，所以這種狀態(tài)風(fēng)阻也會(huì)增加，除煙風(fēng)機(jī)的壓力也會(huì)隨之提升，極易損壞鍋爐內(nèi)部燃燒的平衡狀態(tài)，導(dǎo)致風(fēng)量劇增或出現(xiàn)跑火現(xiàn)象。因此，在日常使用進(jìn)程中，需要在爐拱、熱風(fēng)溫度等區(qū)域?qū)嵤┯嘘P(guān)的優(yōu)化解決方案，確保熱電鍋爐在燃燒過(guò)程中鍋爐內(nèi)部燃?xì)庀到y(tǒng)安全、平穩(wěn)的燃燒狀態(tài)。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在冶金工業(yè)作業(yè)中工業(yè)鍋爐是非常重要的動(dòng)力源之一，該裝置對(duì)于每個(gè)相關(guān)企業(yè)的進(jìn)步都起到重要的推進(jìn)作用，與此同時(shí)，也迫使能源的損日益增加，工業(yè)鍋爐排出的工業(yè)廢水和廢氣中含有數(shù)量眾多的熱能沒(méi)未能再次被有效利用，導(dǎo)致大量熱能未被使用就被浪費(fèi)消耗了?，F(xiàn)階段我國(guó)正處在新型清潔綠色環(huán)保能源持續(xù)改進(jìn)的重要階段，在冶金生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中煤氣資源的科學(xué)使用已經(jīng)成為了非常緊迫關(guān)鍵的任務(wù)，新型燃?xì)忮仩t逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃煤鍋爐已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。而且最近幾年以來(lái)，我國(guó)的空氣污染，其中最嚴(yán)重的就是經(jīng)常出現(xiàn)霧霾、周邊自然環(huán)境污染的狀況已被高度重視，不斷強(qiáng)化整治力度，針對(duì)熱能動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)節(jié)能減排已經(jīng)到了刻不容緩的程度。