工业锅炉尾部烟气余热深度回收利用技术蔡明辉

工业锅炉尾部烟气余热深度回收利用技术蔡明辉

蔡明辉

（华电佛山能源有限公司广东省佛山市528137）

摘要：目前，为提高天然气锅炉热量利用率，列管式换热器被广泛用于回收工业锅炉尾部烟气余热。由于该方法存在热回收效率低，管壁腐蚀严重，换热器寿命短等问题，而热管换热器却能够有效解决上述问题，因此引起了广泛关注。

关键词：工业锅炉；尾部烟气；余热深度；回收利用；技术

1余热回收工艺流程

1.1锅炉余热回收部分

在锅炉水箱补水系统增加板式换热器，换热器一次侧流过锅炉节能器中的高温水。通过开关阀和补水泵泵，根据锅炉水箱设定液位高低限控制补水泵启动及开关阀开关，控制冷水经过换热器加热后，注入锅炉水箱，提高锅炉水箱水温。

1.2冷凝水回收部分

根据生产及空调冷凝水回收器内部的冷凝水液位，启动热水泵输送高温冷凝水到锅炉系统的热回收引射器。引射器主循环为锅炉水箱内部水通过循环泵自循环，通过吸入高温冷凝水，提高锅炉水箱水温。

2换热器回收尾部烟气的余热

工业锅炉一般都设有空气换热器，该方法技术成熟、投资小、简单易行，能够有效提高锅炉的运行效率，但受烟气露点的影响，对烟气余热无法做到深度回收。目前，烟气的低温段流出进入汽包，提高锅炉的金属壁温，通过热风再循环、暖风器提高空气的入口温度，进而降低酸露对空气预热器的腐蚀。

3热管回收尾部烟气的余热

尽管采用了耐腐蚀材料，并且尽量提高了换热器受热面的金属壁温，但金属表面仍然存在严重的腐蚀现象。在使用列管换热器回收烟气余热的过程中，管壁温度接近于管内热水或者热空气的温度，而远远低于烟气的温度，如果想让金属壁温高于酸露点温度，那么排烟温度会被提高很多，降低工业锅炉系统的热效率。据统计，排烟温度每升高12～15℃，排烟热损失升高1%左右。热管是一种高效的换热装置，是由钢、铜、铝及其它合金等做成管壳，将热管抽成真空，管内充装一定比例的工作介质。热管的壁温具有自调节作用，管内工质的温度能够更接近甚至高于酸露点温度，于是管壁温度能够高于酸露点温度，相对于列管式换热器来说，热管换热器的传热效率高，设备紧凑，烟气侧流动阻力较小；设备维修简单，单根热管的更换不影响整个设备的运行；通过改变热管的根数来调整换热器的传热功率，进而调节热管的管壁温度，防止酸露点腐蚀。热管换热器工作时，锅炉排烟尾气经烟道进入热管换热器烟气通道，冲刷热管下端(加热段)，热管吸热后将热量传导至上端(冷凝段)，热管换热器上端放热，将空气或者水加热。随着水温度的升高和压力的增大，热管换热器可以生产工艺需要的水蒸气。超导热管成为目前的研究热点，也有许多学者将超导热管应用于回收锅炉尾部烟气的余热。超导热管的工作介质是水与几种物质及其化合物的高导热介质。超导热管的导热系数是铜、银等金属的10000倍，是普通水介质热管导热系数的10倍。普通水介质热管工作的启动温度是100℃，而超导热管在30℃就能启动。

当使用超导热管时，虽然管内的导热能力大幅提升，但是管外侧烟气的传热热阻成了影响换热设备效率的主要因素。所以，可以通过扩大热管的外表面积，即增加肋片装置强化热管换热器的换热。在外表面增加肋片的时候，通过设置肋片的结构与组织形式，进而控制烟气的流场，降低酸露对热管及肋片的腐蚀。

4节能措施

4.1余热回收措施

为了响应国家节能减排的号召，需要对工业锅炉进行一定的改善与调整。余热回收就是一种节能减排的重大举措，通过加装余热回收装置，将工业锅炉中没有充分使用的余热进行回收，并再次用于维持工业锅炉的运行。一般来说，余热回收都是通过储存有机热载体，实现对余热的回收利用，使用该技术，不仅能够解决燃料，还在一定程度上提高了工业锅炉的运行效率，同时实现了节能与减排两项要求。但这种技术对设备的依赖性较高，因此相关工作人员需要根据企业现有的条件，对这种技术加以控制，从而确保锅炉运行产生的废烟得到充分利用，满足节能减排的要求。

4.2实施变频调速技术

在工业锅炉的运行当中，许多能源的浪费，都是因为无法调节电量造成的，因此推行变频调速技术，能够避免这种发生，降低工业锅炉运行中电量的使用。许多企业现在仍然使用手动调节的方式，控制工业锅炉的电量。这种调节太过依赖操作人员的技术水平，不能有效的进行电量的调节。因此应用变频调速技术，能够通过自动调节的方式，根据需要的电量进行调整。同时，还能减少机械的磨损，大大降低了设备维护人员的工作量，提高工业锅炉连续运行的能力。同时，在手动启动工业锅炉时，会对工业锅炉造成一定的冲击，影响工业锅炉的使用寿命，而使用变频调速技术，可以让工业锅炉的启动保持较为平稳的状态，在减少对工业锅炉冲击的同时，还减少了电能的消耗。

4.3推行干冰清洗技术

大部分企业在清洗工业锅炉时，仍然采用压缩空气清洗的方法，这种清洗方法无法彻底的对工业锅炉进行清洗，从而造成工业锅炉内有杂质残留，影响燃料的充分燃烧、为了使工业锅炉运行更具环保性，应该使用更为先进的干冰清洗技术，这种技术通过将干冰喷洒到锅炉的内部，利用温差清洗工业锅炉内油垢、水垢，使其能够自动分离。干冰清洁技术的适用性广、对锅炉底部的损害也很小，因此是一种高效、环保的清洗技术，相关工作人员要重视这种技术的使用，并在实践中，进一步改进干冰清洗技术，使锅炉清洗更加容易。

4.4推行分层保温技术

分层保温技术也是一种能够促使工业锅炉节能减排的技术，分层保温技术具有分层、传导、保温的功能，不仅能够使工业锅炉的燃料充分燃烧，还减少了污染物的排放。分层保温技术主要通过将燃煤分层的方式，确保燃煤得到最大限度的利用，同时，增加保温层也防止热量流失，让工业锅炉的热效率得到提升。相关工作人员只要在工业锅炉与表层之间增加保温砖，就能做到热量的分层保护，需要注意的是，如果工业锅炉内部热量过高，又无法散热，就会造成工业锅炉的损坏，因此相关工作人员在使用分层保温技术时，也要加强工业锅炉的保护措施，使其在最大限度上，对能源充分利用。

结语

通过对天然气锅炉烟气余热回收利用方式进行分析,目前应用于锅炉烟气余热回收的方式主要有给水或补给水、普通换热器换热、热管换热及压缩式热泵等。

参考文献：

[1]刘新建.工业锅炉尾部烟气余热综合利用技术的应用[J].价值工程,2013,16:317-318.

[2]张鑫.锅炉烟气余热利用系统分析与优化研究[D].华北电力大学,2015.

[3]李琼,张颖,安国银,王兴国.电站锅炉烟气余热回收利用装置的试验分析及研究[J].电站系统工程,2016,02:34-36.

[4]徐进良.“锅炉低温烟气余热深度利用的基础研究”项目立项报告[J].科技资讯,2016,14:179-180.

[5]田瑶.电站锅炉低温烟气余热利用系统的研究[D].华北电力大学,2012.