煙道尾部余熱回收技術(shù)在有機熱載體鍋爐節(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

有機熱載體爐因具有“高溫低壓”（常壓或較低壓力時出口溫度就可達300℃）、安全、高效等特點,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)點很多，但在節(jié)能降耗方面還有挖掘的潛力，本文對此類設(shè)備的節(jié)能現(xiàn)狀進行了分析，并實際檢驗了余熱回收技術(shù)在節(jié)能降耗中的作用。

1 有機熱載體鍋爐能耗狀況

1.1 排煙溫度偏高導(dǎo)致排煙熱損失過大

熱量傳遞方式有熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對流3種，我們的有機熱載體鍋爐主要是通過輻射和對流受熱來提高鍋爐溫度，缺少蒸汽鍋爐前后管板煙氣輻射和管束對流輻射，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200℃以上，導(dǎo)致排煙熱損失過大。

1.2 油汽共存現(xiàn)象導(dǎo)致浪費能源

《有機熱載體爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第30條規(guī)定：“有機熱載體必須經(jīng)過脫水后方可使用”，這是因為新加油、換油或者維修過程中容易混入水分，所以一般鍋爐加入熱載體后要進行脫水操作，當(dāng)油溫升至110℃以上時，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，還會出向噴油，此時往往會緊急關(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，浪費能源。

1.3 停爐不規(guī)范導(dǎo)致熱損耗增加

停爐時未能做到爐停泵轉(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，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)濟成本的考慮，鍋爐或者管道不進行保溫措施處理，導(dǎo)致大量熱能的散失。還有一些單位不能及時對鍋爐受熱面的積灰進行清理，影響了傳熱，導(dǎo)致出口溫度偏低，供熱不足，浪費了燃料。

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

2 充分利用煙氣余熱、大幅提高熱效率

有機熱載體爐運行時的排煙溫度通常在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沒有得到充分合理的利用，浪費了大量的熱能，反而污染了環(huán)境。所以說，有機熱載體爐排煙余熱的合理利用對提高運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，對高溫?zé)煔膺M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WQXL-3.5/320-AⅡ型導(dǎo)熱油爐進行了技術(shù)改造，改造前排煙溫度為320℃、給水溫度為20℃、24小時耗煤量為15t，針對該導(dǎo)熱油爐的現(xiàn)狀，其排煙溫度仍有較大利用空間，我們在其尾部煙道加裝了熱管式熱水發(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橘|(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120℃，同時給水溫度也得到了增加，提高為65℃，相反24小時內(nèi)的燃煤量有所下降，減少為14.3t。由此我們可以分別計算一下數(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℃時煙氣焓值，單位kca1/kg；I2為200℃時煙氣焓值，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（年運行時間按300天計算）；

煙氣中回收來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

3.1 熱管特性

熱管對于該余熱回收裝置而言可以說是最重要的部件，它是一種具有極高熱性能的新型傳熱元件，通過在全封閉真空管內(nèi)的液體的蒸發(fā)與凝結(jié)來傳遞熱量，具有以下基本特性：1）超強的導(dǎo)熱性。依靠內(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

熱管余熱回收裝置具有以下技術(shù)特點：1）體積小，只是普通熱交換器的1/3，結(jié)構(gòu)緊湊，對安裝空間要求不高；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，降溫幅度增大；3）低溫?zé)煔膺M入除塵器后，產(chǎn)生水汽較少，可以降低引風(fēng)機的負荷；4）系統(tǒng)為程序化控制，無需專人操作，安全可靠；5）進口處設(shè)煙氣擋板，可調(diào)節(jié)通過裝置的煙氣量，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。

4 結(jié)論

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

[1]鄺平健，過偉權(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].中國科技信息，2011(5).