熱電廠鍋爐煙氣余熱綜合利用

摘 要：隨著社會的不斷發展，人類的科學技術水平不斷進步，人們的環境保護意識也有了很大的提升，近年來，我國在許多重污染產業也逐漸開始走綠色轉型發展的道路，并取得了一定的效果。經過多年的努力，我國在熱電廠鍋爐煙氣余熱綜合利用方面取得了較大的突破，通過使用水循環系統對鍋爐煙氣進行的保溫處理，從而減少了運轉機組在回熱抽氣環節的造成的鍋爐尾氣余熱損失，這樣做還能夠實現對鍋爐尾氣余熱的溫度控制調節，還有利于循環系統工作效率的提高。這些關于煙氣余熱的新技術的應用，很大程度上提高了我國熱電廠的工作效率和技術水平，鍋爐煙氣余熱綜合利用，順應時代變革積極響應我國節能減排的政策方針，這篇文章就是對鍋爐煙氣余熱的利用技術來展開討論的。

關鍵詞：熱電廠；鍋爐煙氣；余熱；利用

21世紀是一個全新的時代，科學技術水平的而進步和經濟的飛速發展極大的推動了基礎用電設施的普及，同時隨著用電器的普及，也給發電廠帶來很大的負擔，于是，火力發電廠的不斷增加帶來的是能源的不斷損耗和鍋爐煙氣排放污染。我國的日常生活用電有八成以上來自于火力發電廠，同時，受到技術條件和生產設備的制約，在生產過程中燃料的延燒并不充分，資源的利用率也十分有限。隨著環境的不斷惡化，熱電廠的改革勢在必行，只有這樣才能順應時代發展，實現可持續發展。

1、鍋爐排煙余熱利用的必要性？

我國是發展中國家，自改革開放以來，我國的經濟發展就十分迅速，但同時經濟發展的代價也是非常巨大的，我國的生態環境受到了極大的破壞，環境的破壞和熱電廠鍋爐煙氣的排放也有著分大的關系，煙氣排放對環境的破壞主要分為兩個方面，首先是煙氣本身對大氣環境的直接污染，其次是高溫煙氣對大氣造成的污染。

鍋爐的燃燒效率為 η=100-（q2 + q3 + q4 + q5 + q6）（%），在這個公式中q2代表：排煙熱損失，即煙氣流出時所帶走的熱能，是鍋爐能量損失中占比最大的；q3代表：燃料燃燒殘留物的損失，即燃料燃燒后產生的氣體為充分燃燒就隨煙氣排出；q4代表：燃燒不充分的損失，即燃料燃燒時形成的小顆粒未被燃燒就被排出鍋爐；q5代表：熱量損失，即燃燒產生的熱量在鍋爐中傳輸時由于鍋爐內外溫差造成的熱量流失；q6代表：灰渣物理熱流失，即鍋爐在排出燃燒殘渣時帶走的熱量。

由于鍋爐結構的特殊性，通常情況下對于大型、較大型鍋爐的（q3、q4、q5、q6）這幾個方面的能耗節約技術比較困難，所以，人們把節能的關鍵環節放到了（q2），在工作狀態下其排煙時的溫度為一百到兩百度左右，即使是小型鍋爐排煙溫度相對較高也不會太高。鍋爐燃燒后排出的煙氣帶有很高的溫度，同樣有很高的利用價值，是一種前景十分可觀的資源。所以，我國現階段對鍋爐煙氣余熱利用技術非常重視，提高鍋爐煙氣余熱的利用率，不僅能夠節約能源，同時還可以減少環境污染。

2、煙氣余熱回收難點及措施

2.1.低溫腐蝕及措施

小型熱電廠常用的鍋爐的排煙溫度一般都比較低，非常容易造成鍋爐內部表面金屬受煙氣作用出現腐蝕現象，現在常用的解決這一問題的方法就是通過計算酸露點的然后根據數據調整排出煙氣的溫度，從而降低煙氣溫度對金屬表面的腐蝕。這種方法的缺點就是如果排出的煙氣溫度過高就會導致（q2）中的部分熱量會隨煙氣排出而損失掉，對于這種情況，經過多年的探索，研發人員設計生產了一種新型的技術材料，能夠有效的減少煙氣腐蝕現象。

2.2.換熱管的積灰問題

現在大部分熱電廠使用的鍋爐材料中含有一定量的氟聚合物，這種材料的應用是的鍋爐管道擁有了一定的抗腐蝕能力，其表面結構可以大大減少煙灰排出時的積落、粘留情況，使管道具有一定的自潔能力，這一技術材料的應用，節約了許多清潔鍋爐管道的時間和成本。而且，新材料的使用使得鍋爐煙氣的排出溫度可以適當提高，從而減小預器管壁溫度，在一定程度上防止了管道結露問題的產生。

3、鍋爐尾部煙氣余熱回收方案？

鍋爐煙氣利用技術已經探索實行了多年，從多年的使用效果來看，還是有很大的好處的，不過煙氣余熱的利用技術還是存在著一定的問題，是亟需解決的。很大程度上煙氣的溫度會對余熱利用技術產生很大的影響。使用傳統鍋爐換熱器時，組件和煙氣的溫差就會小很多，這種情況下如果增大傳輸的面積，就會出現換熱器過大管道空間不足的問題，會阻礙管道內空氣流動速率，從而影響整個傳送機組的工作效率。針對這一問題人們研發出了一種新式的換熱器——焊接板式換熱器，這種換熱器使用不銹鋼作為原材料，濟寧過特種加工處理后其表面結構非常光滑，使用時很大程度上會減少積灰現象，而且這種材料還進行了波紋處理，使其煙氣流速可以達到較為理想的效果，良好的傳熱效果和高超的工作性能使其很會就替代了傳統的換熱器。

4、鍋爐尾部煙氣余熱利用方案

經過多年的探索，人們掌握了幾種效果較好的鍋爐煙氣余熱的利用方式，不僅能夠對煙氣進行直接利用，還可以通過換熱器的選擇來實現間接利用，這幾種利用方法如下：

4.1預熱凝結水

利用鍋爐煙氣的熱量凝結水，提高凝結水的溫度，就可以提高鍋爐系統傳輸水的初始溫度，提高熱量傳輸效果。改進方法是在鍋爐煙氣傳輸管道入口處加設換熱器，使凝結水自動和煙氣交換熱量，把熱量傳輸給凝結水系統。

4.2預熱凝結水助燃空氣

鍋爐內的燃料進行燃燒時通常都需要空氣作為助燃劑，可以利用鍋爐煙氣余熱的溫度來提高助燃空氣初始溫度，達到預熱的效果。這種方法不僅能夠減少管道煙氣的熱量損失還可以提高鍋爐的工作效率，同時還能夠節約一定的化石燃料。

4.3對一些工業燃料和物料進行預熱

鍋爐高溫企業工作時對燃料的預熱工作就可以用鍋爐煙氣來完成，比如其對鍋爐的入爐煤氣就進行了這樣的預熱方式，這樣做在提高入爐燃料溫度的同時還可以節約一部分的燃料，此外，在對傳熱效率較高的非燃性物質進行預熱時也可以使用這種方法，不僅能夠節約燃料和工件預熱時間，還能夠提高企業工作效率。

4.4余熱制冷

鍋爐排出煙氣的余熱還可以用來降溫制冷，通過使用吸收式制冷系統來實現降溫目的。操作方法是通過改變制冷工質的狀態，然后使用低溫物體進行處理，去除熱量，然后將其轉化傳輸給溫度較高的物體。這一工作原理的一句是熱力學第二定律，這個把熱量從低溫物體傳遞給高溫物體的過程需要其他能量來補充，而余熱制冷中的煙氣余熱就起到了能量補充的作用。

5、結束語

不論是為了促進社會經濟的發展還是提高人們的生活水平，熱電廠鍋爐煙氣余熱利用技術都有不斷改進和發展的必要，煙氣余熱作為一種可回收利用的能源，對于我國經濟的長久發展有很好的促進作用，所以，為了我國社會經濟的可持續發展，我們要盡可能的節約資源、提高能源的利用率。現代社會科技發展非常迅猛，企業的發展無論是面對國際環境還是國內環境都是不小的挑戰，要想在經濟高速發展的現代社會占據一席之地就必須學會利用一切可以利用的資源，不斷創新，提高生產技術水平，優化工作質量。熱電廠鍋爐煙氣余熱的利用技術不僅能夠提高對廢氣的利用率，很大程度上還能節約燃料，為企業創造更高的利潤，使企業更加具有競爭力，對于全球環保問題也有很大的幫助。

參考文獻

[1]許誠. 燃煤電站余熱資源的熱力學評估、能級提升與高效利用[D].華北電力大學（北京），2016.

[2]郝向輝. 大型燃煤鍋爐低溫煙氣余熱綜合利用及節能分析[D].華北電力大學，2015.

[3]張晨旭. 大型燃煤機組深度余熱優化利用系統節能分析[D].華北電力大學，2015.

作者簡介：胡宏偉（1988年04），男，漢族，畢業于長春工程學院，本科學歷，熱能與動力工程專業。