燃气锅炉烟气余热回收利用技术研究

燃气锅炉烟气余热回收利用技术研究

杨帆

甘肃兰海商贸集团有限公司甘肃兰州730020

摘要：随着经济的不断发展，人们对能源的需求越来越大.能源作为人们生活工业发展的基础，需要给予充分的重视，目前来说能源紧缺的问题越来越严重，供需矛盾突出，余热回收节能降耗是能源回收的主要手段和方式.传统锅炉具有较高的排烟温度，致使一些热能无端浪费，不利于环境保护及企业经济效益的提高.尤其在当今提倡节能环保的社会背景下，加强燃气锅炉烟气余热回收的研究具有重要的现实意义。

关键词：燃气锅炉；烟气余热；回收利用；技术

一、烟气余热回收的工作原理及回收原则

1.1烟气余热回收的工作原理

导热率高热管是一种导热元件，该热管内部进行传热的方式关键为通过工作液体的气液相变，该热管的热阻较小，有较高的导热能力，有很好的经济性，可以较为容易的使冷、热流体进行完全逆流换热，以此来获取较为理想的对数温差，并且沿测阻力较小，大概为20到30帕，该系统较为简单，有很明显的节能效果。现在烟气余热回收装置所能传导热量的温度大概为30到1000摄氏度。该种烟气余热回收装置和传统的装置相比较更加的安全，所适用的范围也愈加的广阔，同时超导热管的形状获得了较大的进步，更为的灵活。

1.2烟气余热回收的工作原则

将增加现有设备的运行效率作为关键，尽可能的降低能量的损失。因为有些热设备能够排出很多高温烟气，在此种状况下应该增强对余热的有效利用，一般情况下会对本设备及本系统实行优先利用，所采取的方法主要包括提早加热物体和投入预热助燃空气等方法。针对那些余热回收不能被本设备及本系统所利用的状况可采用利用回收产出热水或蒸汽的方法，通过这种方法来产生动力。余热所包括的种类有很多，以此进行回收的时候应该注意依照余热的特征以及排出的状况和数量、介质温度等实行合理的可行性研究，以此来依照余热的特征实现最大可能的回收，合理的对余热能够用到的设备种类及规模进行选择，一定要严格的遵照有关标准实行处理，防止由于高压高热等因素所导致的危险问题。

二、烟气冷凝余热回收过程中的关键技术问题分析

2.1烟气排放问题

将烟气冷凝回收余热后，烟气被冷却至较低温度，并且排放烟气接近饱和状态，通过烟囱排放时烟气的抬升能力变弱。由于排放地点的位置与气候条件因素的影响，有可能造成烟气不能顺利从烟囱直接排出现象。需要采用烟气再热或增加风机动力等方式将烟气排出，烟气再热方法就是将10％一20％的锅炉出口高温烟气利用旁通支路与冷凝后的烟气混合后再排出。

2.2冷凝液处理问题

通过烟气冷凝余热回收利用技术，烟气中的水蒸气被冷凝，烟气在冷凝过程中会吸收部分烟气中的SO2、NOX等污染物，产生呈酸性的冷凝液体。冷凝液体的处理方法有稀释法、土壤吸收法和药剂处理法。通常稀释或中和处理后的冷凝液体被直接排人市政污水管网中，并未进行处理和再利用，造成了水资源的浪费。冷凝液通体过中和处理贮存在集水设备中，根据周边工业、居民和生态环境需求及水质标准要求，分别进行不同等级的水处理后供给相应用户。

2.3设备防腐蚀问题

在烟气冷凝余热回收技术中，腐蚀现象直接影响了烟气余热回收装置的运行寿命。目前解决防腐问题有两种策略，一是提高设备的防腐能力。防腐镀膜技术，采用新型的非晶态镍铜磷复合化学镀膜，不仅解决了冷凝换热器的防腐问题，而且具有增强换热器传热性能的效果。二是在烟气冷凝前进行净化处理，减少烟气中SO2，NOX等酸性气体浓度，在并在余热回收循环水中加入碱性药剂以中和冷凝液中的酸性成分，减弱冷凝液体对设备的腐蚀。

2.4烟气净化问题

烟气中的NOX是大气环境中PM2.5的二次转化前体，面对当前日益严重的雾霾天气，烟气净化迫在眉睫。

烟气净化主要集中在脱硫和脱硝两个方面。对于燃气锅炉排烟，烟气脱硝是主要技术难点。现有烟气脱硝技术包括选择性催化还原法、非催化选择性还原法、吸附法、电子束照射法、臭氧氧化吸收法、液体吸收法等。现有的烟气脱硝技术各具特点，经过大量研究，取得了一定的研究成果。但均存在成本高、原材料消耗大等共性问题。因此研制开发脱硝效率高、成本低廉的烟气脱硝净化技术是今后的发展方向。在应用烟气净化技术时，需要根据具体工程项目需求进行技术经济对比分析，确定适宜的烟气净化工艺。

2.5系统集成与匹配优化问题

为了深度回收利用烟气中的潜热，用于烟气余热回收的循环水进水温度需要低于烟气露点温度，在利用烟气余热预热供热网回水时，需要控制供热网的回水温度低于烟气露点温度。对于利用换热器回收烟气余热的技术，若采用低温热水供热系统，有利于提高烟气余热的回收效果。对于中高温热水采暖系统，更适宜采用利用热泵回收烟气余热技术。当前在集中供热系统中应用烟气余热回收技术时，大多采用的方式为在锅炉尾部直接串联烟气余热回收装置，直接串联造成排烟阻力增加，并且直接串联的方式对烟气余热回收设备的检修造成影响，因此需要在排烟管道设置旁通。此外，由于气候补偿技术，烟气余热回收装置的优化设计、加装烟气余热回收装置的供热系统在不同供热期内的运行策略以及与热泵的优化匹配均是烟气余热回收技术应用于集中供热系统中需要关注的重要问题。

三、燃气锅炉烟气余热回收采取的技术

3.1相变换热器

在相变换热器中比较有特点的就是“相变”概念，对壁面温度控制机理方面有了更为细致的叙述，在理论方面实现控制低温腐蚀。而变相模块，就是对热管换热器进行的整体化设计，保证温度梯度处于一个较小的范围中，同时将相变的时候对水量参数的调节进行汇集，以此来更为准确的调控壁面温度。该相变换热器在进行工作的时候，通常把循环介质量与介质所处的工况当作调剂量进行使用，以此来更为准确的调控壁面温度。

3.2热管技术

所谓热管，就是通过汽化潜能进行能量传递的一类比较高效的传热装置。热管的体积较小，但有着很高的传热效率，有很好的节能效果。可由于其应用到的材料很受限，使得热管在价格方面比较高，再加上在工业上投入使用的时间比较短，还有很多问题需要解决，因此还需进行深度的探索与研究。

3.3冷凝锅炉

在烟气里面的水蒸气具有很多潜热，而使用传统烟气回收的方式仅仅面向的显热，使得很多的潜热得不到利用，大大降低了锅炉的热效率。而冷凝锅炉则通过烟气冷凝余热回收装置，把烟气中的显热以及水蒸气中的潜热应用到余热锅炉系统回水以及给生活用水进行加热和锅炉的补水，这样既增加了锅炉的热效率，还将烟气里的氮氧化物吸收进冷凝液中，大大减小了烟气里酸性气体的比例，降低了对环境的污染。由于燃气锅炉的烟气里拥有很多水蒸气，所以特别适合应用此项技术；而对于烟气里面水蒸气比例一般的燃油锅炉，使用此项技术具有非常大的潜力，还应进行深度的探究；对于燃煤锅炉来说，由于起烟气里水蒸气的占比很低，所以不应使用此项技术。

四、结束语

通过本项目的实施，回收烟气中的余热，用于加热热网回水及燃烧空气，将炯气温度降低至露点温度以下，对提高锅炉的综合热效率作用非常有利，同时可大大节省天然气的耗量，使企业能源成本下降。在高能源利用的今天对解决企业的经济负担具有重大的意义。

参考文献

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