對于鍋爐煙氣余熱回收技術及其工程應用的分析

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

我國燒鍋爐是工業發展、生存取暖、生活用電等不可或缺的方式，然而不論是工業鍋爐、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能又環保。

2.鍋爐煙氣余熱回收技術

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，保護空氣。

2.1 常規的鍋爐煙氣余熱回收裝置

常規煙氣余熱回收裝置在一定程度上可以達到回收熱能、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，或被創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

將集中起來的一組熱管放置于冷源、熱源之間，將熱源區域的大量煙氣連續不斷的輸送至冷源區域，在這過程中，便可達到煙氣余熱降溫的效果，這便是熱管式換熱器。實驗表明，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換成熱能輸送到換熱管，與此同時，換熱管中的低溫水在循環過程中與換熱管壁發生沖擊、對流，吸收煙氣中的熱能。

熱管換熱器具有很多優點，例如:結構較簡單無噪音干擾，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；對層次較低設備的熱能回收經濟有效，避免裝置昂貴購置不起。

2.3 冷凝式鍋爐

冷凝式鍋爐是利用高效、環保的煙氣冷凝余熱回收裝置來直接吸收鍋爐煙氣中的大量熱量和間接吸收水蒸汽凝結所釋放出來的潛熱，從而達到降低煙氣溫度，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，進行再利用，極大的增加了鍋爐產熱效率，減少了能耗損失，節約了經濟。

3.鍋爐煙氣余熱回收技術的應用

3.1 熱管式換熱器的應用

鑒于熱管式換熱器具有文中所述等優點，適宜被應用于煙氣余熱的回收中，例如應用于石油工業、電站行業、氮肥行業等。在應用中應注意以下技術要點:一、為防止換熱器在工作中阻礙煙氣流通而影響鍋爐產熱效率，應適當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生堵塞，發生爆炸等安全問題。二、注意換熱器的檢查修理問題，鍋爐燃燒產生煙氣，長期會在換熱器熱管外壁附著塵灰，影響換熱器的換熱效率。三、防止氣體在熱管內結垢現象的發生。由于換熱器工作要點是煙氣與水在交換器熱管內交換而降溫煙氣，在沖擊過程中水對煙氣的沖撞浸泡作用力會使煙氣中的顆粒物附著熱管內壁，水中礦物質也可能粘貼于熱管內壁，從而發生熱能回收的低效率，因此，應多加防范。

邢臺職業技術學院供學生生活用蒸汽鍋爐的煙氣余熱回收項目便取得了極大的成功。運行一個月后，所有數據均達到預期標準，煙氣平均降低50℃左右，一年可產生60℃熱水約27830t，實際回收熱量5.24×10∧9kJ，鍋爐效率提高2.1%。經過推算，該項目運行1年可節省蒸汽2440t,可節省原煤824.7t,直接經濟效益為481900元。

3.2 冷凝式鍋爐的應用

煙氣冷凝熱回收裝置有多種應用方法:一、直接加熱供熱系統。這種方法要求在鍋爐的尾部安裝煙氣冷凝熱回收裝置，實施鍋爐房改造簡單、改造成本低廉。二、加熱生活熱水或低要求工業生產用水等。這種方法將水箱、冷凝熱回收裝置等連接在一起，形成一個完整的循環系統，經過該裝置加熱的熱水可用作生活用水或者低要求的生產用水。三、該裝置與木地板供熱系統連接在一起共同進行。當該裝置從煙氣中回收的熱能可以滿足地板供暖的要求時，便可直接使用該熱能，當該方法提供熱能不足時，由正式供暖系統額外補充。

冷凝式鍋爐的使用還可以有效的去除燃料燃燒產生的大量CO2、NOx和少量的SO2，這些物質排放到大氣，會引起溫室效應和酸雨的產生，對環境產生破壞作用。冷凝鍋爐在冷凝煙氣中水蒸汽的同時，利用一些化學反應可以很方便的除掉這些氣體，其反應原理為: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、反應器。通過向反應器內噴入反應劑NH3將NO還原為氮氣。

4.結語

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，這種方式無疑都會產生裝置內堵塞煙氣中顆粒物的危險，產生安全隱患。在現有技術的基礎上，有必要對各種裝置進行創新改造，使其更符合節能減排的要求。

[1]田靖,肖益民.淺談鍋爐煙氣余熱回收技術及其工程應用[J].制冷與空調(四川),2013,06:552-555.

[2]富春光.鍋爐煙氣余熱回收技術的應用探討[J].熱電技術,2012,02:5-9.

[3]張興璞,林青.淺談鍋爐煙氣余熱回收的應用前景[J].建筑科學,2008,04:111-113.