燃气锅炉烟气余热回收技术探析

燃气锅炉烟气余热回收技术探析

刘志朋

烟台市特种设备检验研究院

摘要：中国能源结构正向清洁低碳方向转型，天然气用能设备迅速发展，提高燃气锅炉热效率日趋迫切，其中，利用锅炉排烟余热是最有效的途径之一。研究表明，锅炉烟气温度每降低15～20℃，锅炉热效率可以提高1%。由于天然气锅炉烟气中水蒸气容积份额一般为15%～19%，燃气锅炉因烟气中水蒸气含量多，其含尘量很低。烟气的回收热量不仅包括烟气的显热量，还包括水蒸气冷凝后释放的汽化潜热，余热回收效益更加明显，与此同时，水蒸气的凝结液吸收烟气中的部分酸性气体，起到保护环境的作用。

关键词：燃气锅炉；烟气余热；回收技术

引言

燃气锅炉烟气余热回收利用对于锅炉原材料的使用率具有大幅度的提升，并且在经济方面还可以达到减少浪费、节约开支和材料投入的目的，帮助企业实现利益最大化，在环保方面，也避免了烟气直接排放的空气中所造成的污染，保障了空气的质量，因此，燃气锅炉烟气余热回收技术对我们的日常生产和生活极具研究意义，大力开展对燃气锅炉烟气余热回收技术的研讨将有助于我们的综合发展。

1燃气锅炉烟气余热回收利用原理

吸收式热泵烟气余热回收利用原理是在燃气锅炉之后设置烟气换热器，利用燃气锅炉尾部低温烟气的余热进行深度换热（即进一步降低常规燃气锅炉的排烟温度），通过中间介质，置换出烟气的低温余热，同时，采用吸收式热泵技术吸收中间介质的热量，提高燃气的利用效率。经深度余热回收利用后，烟气中的水分凝结，减少了雾霾的形成。因此，烟气余热回收对于节能、环保、提高系统的综合利用效率都有重要意义。

2燃气锅炉烟气余热回收技术

2.1低温烟气余热回收技术

a)余热源回路。低温烟气从主烟道进入，由风机引入喷淋塔，在喷淋塔中以逆向流动运行。烟气进入喷淋塔之后，与其中的低温喷淋水接触换热，回收烟气所携带的余热，换热后烟气的温度降低，通过除雾处理后排放。加热后的喷淋水先经过除污器进行除污沉降，再通过余热循环泵进行加压，送入到吸收式热泵机组提供热源。经过热泵换热后的循环水重新进入喷淋塔，重复循环工况。b)驱动热源回路。采用厂用蒸汽作为驱动热源，驱动蒸汽经热泵换热后进入冷凝水箱，再通过冷凝水回收泵回收利用。c)供热回路。供热一次主网回水经热网循环泵增压后进入到热泵加热，输送至大网进行供热。适用场所：燃气电厂、燃气锅炉房、燃煤电厂。具备的优势：a)回收余热的同时降低污染物排放浓度，回收水分，达到节能、节水、减排三重功效；b)换热器设备尺寸小、造价低；c)烟气余热用于加热热网水，提高了锅炉热效率，减少了煤炭的消耗，提高了经济效益；d)冷凝水经水处理后可以回收利用，减少了排烟中水蒸气的含量，避免了冒“白烟”现象；e)排烟温度可降至30℃以下，能够降低排烟中粉尘、NOx和SO₂的浓度；f)对中间循环水进行处理，能有效避免烟气中杂质对设备的腐蚀。

2.2蒸发器回收余热技术

所谓的燃气锅炉烟气余热回收技术，在早期就是指把燃气锅炉中的燃气，进行再次过滤，获得里面的热能，对这些热能加以利用，达到节约资源，减少浪费的目的。在温度比较低的时候由于烟气的温差都比较小，所以工作人员在这个时候需要不断的对排烟温度进行降温处理，以保证受热面的温度正常。但由于早期的烟气余热回收工具的回收能力的有限，所以导致当烟气的温度超过了设备的露点温度的时候，也就是达到了零下160℃时，烟气的会收率被大幅度的降低，这也就导致了有很多烟气余热并没有被我们回收利用到，造成了很大的浪费。但现在，随着科技技术的不断进步，燃气锅炉烟气余热回收技术经过不断的改良，产生了蒸发器回收余热技术，这种新技术比较传统的烟气余热回收技术，更加的容易操作、更加的稳定，而且还能够有效的提升烟气余热回收利用的效率，减少烟气中热能的损失。蒸发器烟气余热回收技术可以在水蒸气之中对烟气进行分解，保障烟气中的热量得到更好的分解和释放。由于蒸发器烟气余热回收装置与之前的烟气余热回收装置工作原理不相同，蒸发器的烟气余热回收技术由之前的单向对流热改进成了凝结式换热，设备中增添了很多的玻璃材料，为了在冷凝式锅炉烟气回收过程中出现严重的腐蚀问题，操作人员需谨慎操作，对冷凝液的腐蚀问题做好防护。

2.3脉冲燃烧技术

加热炉常规的燃烧控制，是根据加热炉热负荷变化，控制烧嘴前调节控制阀的开度，调整燃料和助燃空气的供给流量。而脉冲燃烧控制采用的是一种间断燃烧的方式，即使用脉宽调制技术，通过调节燃烧时间的占空比，实现加热炉的温度控制。燃料流量可通过压力调整预先设定，烧嘴一旦工作，便会处于满负荷状态，保证烧嘴燃烧时的燃气出口速度不变。当需要升温时，烧嘴燃烧时间加长，间断时间减小；需要降温时，烧嘴燃烧时间减小，间断时间加长。脉冲燃烧控制的主要优点为：炉内温度场均匀，无死角、传热系数大，热效率高、控制精度高，稳定性强、控制仪表减少，设备结构简单、燃烧气氛控制精准，降低NOx的产生等。

2.4热循环泵回收余热技术

这项技术是一种组合技术，利用的是空气余热器和蒸汽行的热泵机组的组合，这种余热回收技术，是有层次的将余热进行回收，将降温后的烟气释放在热泵中，然后在进行加热，充分利用蒸发器的热源进行余热回收。这是一种新型的高效传热准备，利用汽化潜热来进行能量传递，液态制冷剂在吸收了烟气的热量之后，会在到达冷端的时候释放出来大量的热量，热管具有很多优点，如体积小、效率高以及在运行过程中不需要额外附加的动力等，因此该技术具有非常良好的市场前景。但由于所使用的材料比较特殊稀缺，并且该技术制作的工业也比较复杂，所以导致热管的市场价格很高，在工业领域上使用并不广泛，应用时间也不长，并且在技术方面还不够成熟，其中堵灰和露点腐蚀等一系列技术性的问题还有待解决，所以对于该技术的生产和使用仍然需要加强研究，做进一步的探讨。

2.5辐射传热技术

热量在加热炉中主要通过对流和辐射两种方式传递。净辐射换热过程中，物体的发射率与辐射量成正相关。因此，可以通过提高物体的发射率来增强物体间的辐射传热。在加热炉中，一般有2种方式来提高发射率：一是在炉墙表面喷涂一种高温远红外节能涂料，二是在炉墙表面加装黑体辐射元件。

结语

综上所述，利用烟气余热回收技术，可以在原来的基础上对锅炉的热效率进行再度提升提升率可以达到17%，能够大大的减少天然气等燃料的使用量，为环境保护贡献一份力。对于燃气锅炉烟气余热回收技术的深入研究能够更好的节约锅炉使用过程中的成本投入，无论是对企业的经济效益还是环境的友好发展都具有重要的意义，因此我们要在对锅炉烟气余热的回收工程之中及时发现现存的回收问题，并且做出相应的反馈与研讨，采取有效的措施。

参考文献

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