煙氣余熱回收利用技術應用與探討

張志杰

【摘要】：傳統的鍋爐排煙溫度較高，造成一些熱量的浪費，不利于企業的環保和經濟效益。特別是在當前節能環保的社會，加強對燃氣鍋爐余熱回收的研究具有重要的現實意義。因此，有關部門和企業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】：煙氣余熱回收；技術應用；分析

【引言】：

隨著工業的發展，科學技術水平的不斷提高，余熱利用在對改善勞動條件、節約能源、增加生產、提高產品質量、降低生產成本等方面起著越來越大的作用，已經成為生產中不可缺少的部分。加熱爐是大型耗能設備，節能潛力很大，對于節能降耗、降低生產成本和提高經濟效益具有事半功倍的功效，因此需要進一步加強研究。

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，通過研究發現，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，在天然氣低位發熱中占比超過百分之十。在傳統的鍋爐中，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，不會變化成液態釋放汽化潛熱。所以傳統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.煙氣余熱浪費的途徑

（1）鍋爐連續排污經膨脹箱擴容降壓后，二次蒸汽被回收利用，而高溫水（約120℃）直接排入渣池，熱量未進行回收利用，連續排污量約占鍋爐蒸發量的5%-10%。

（2）鍋爐定期排污經膨脹箱擴容降壓后，二次蒸汽直接排入大氣，而高溫水（約120℃）直接排入渣池，全部熱量未進行回收利用。定期排污量約占鍋爐蒸發量的0.1%-0.5%。

（3）鍋爐給水經熱力除氧加溫時，排除氧氣的同時一部分加溫蒸汽也排入大氣，排入大氣中的乏汽約占加溫蒸汽的5%-10%。

3.煙氣余熱回收利用技術的應用

3.1汽化冷卻原理

汽化冷卻系統用水作為介質，利用轉爐煉鋼時釋放的高溫煙氣余熱作為熱源產生蒸汽。煙道式余熱鍋爐設置在轉爐爐頂，起到冷卻煙氣以便于除塵的作用。煙道式余熱鍋爐中的主要設備包括汽化冷卻裝置、活動煙罩、爐口可移動煙道、固定煙道、金屬軟管、汽包。

汽化冷卻是采用軟化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潛熱大的優點）冷卻鋼鐵冶金設備并吸收大量的熱量從而產生蒸汽的裝置。其工作過程是：高溫煙氣通過汽化器（汽化冷卻煙道壁面），因煙氣與壁面溫差較大，發生熱量傳遞，將熱量傳遞給受熱面的的同時自身溫度降低；受熱面另一側管道中的水吸收煙氣熱量后部分蒸發，并在蒸發管內形成了汽水混合物。由于水蒸汽的密度相對于水較小，在壓力作用下，蒸汽在蒸發管內上升，通過上升管最終進入汽包，經汽水分離后，水蒸汽從汽包引出進入蓄熱器儲存，最終送入蒸汽管網供生產生活使用。同時水下降到蒸發管底部重新進入汽化器的下聯箱內，補充的水供給蒸發管內繼續蒸發使用。

3.2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。通過自動控制系統的PID控制指令，對外界的各種干擾進行處理，通過對變頻器、電控閥等現場執行設備的控制，可以穩定地控制目標值。其次，對于較大的干擾因素，可采用計算機控制系統控制設備的切換，保證整個回收過程的正常穩定運行。最后，應用計算機技術提高企業信息化水平，有效地克服了傳統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。總之，計算機技術在熱回收鍋爐煙氣中的應用，提供了可能性，為實現自動控制，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的不同控制，進一步提高鍋爐回收效率。

3.3除氧余熱回收方案及工藝設計

熱力除氧原理是將鍋爐給水溫度加熱到沸點，使水沸騰，從而使水中溶解的氧被解析出來，在排除氧氣的同時一部分加溫蒸汽也排入大氣。除氧余熱回收的主要困難是除氧器工作壓力低，正常工作壓力在0.01-0.02MPa，要求換熱器阻力小于0.01MPa，若換熱器阻力大于0.02MPa，會造成除氧器工作壓力升高，影響正常運行。同時乏汽中混有氧氣，如作為閉式系統蒸汽回收，則氧氣會被帶入鍋爐給水系統，增加設備管道氧腐蝕。

可以通過加裝兩套汽—水換熱器的方式，將除氧器排出的乏汽與除氧器給水換熱凝結回收，而氧氣等其他不凝結氣體通過排汽管排至大氣。熱源為除氧乏汽在管殼內流動，換熱后凝結成水在管殼末端底部回收排入凝結水箱二次再利用，氧氣等其他不凝結氣體通過換熱器管殼末端頂部的排氣管排放至大氣。冷源采用除氧器進水在管束內流動，吸收除氧乏汽余熱后直接進入除氧器加溫。換熱器采用水平安裝，減少殼程阻力，保證除氧器工作壓力正常。

3.4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的調節進行匯集，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。

結束語

隨著環保要求的不斷提高，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】：

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