锅炉烟气余热回收利用分析与措施研究

张洪源

摘要:在当今社会里,节能已成为继煤炭、电力、石油和天然气之后的“第五能源”。而在现在的工业锅炉的使用中普遍存在着热量利用率低下,排放烟气余热温度过高,以及烟气内污染环境气体含量过高等问题。文章将就这些问题做深入的分析,并提出一定措施来解决当前问题。

关键词:锅炉;烟气余热;回收;利用率

中图分类号:TK223文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)10-0159-01

目前,节能已是我国经济发展的一项长远战略计划,也是当前一项紧迫的任务。当前,全社会都在开展节能降耗,缓解能源压力,建设节能型社会,而工业锅炉余热资源的回收利用是节约能源的重要措施,工业锅炉排烟余热所占锅炉热量比重较大。如果不控制锅炉烟气余热,将会给地球环境和资料带来极大的危害。

1锅炉烟气余热问题分析

大型锅炉都安装有铸铁管或不锈钢式省煤器,用来助燃空气或预热锅炉给水,但是由于石油、煤、天然气燃料中均含有硫,在燃烧时,硫氧化物的产生是必不可少的,它与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。当锅炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸汽的凝结点(称为酸露点),就会在其表面形成液态硫酸(称为结露)。长久以来,省煤器等物体由于结露引起腐蚀,甚至还会穿孔,这种现象时常发生,严重影响了锅炉的运行安全,所以目前的锅炉都是通过提高排烟温度来缓解结露和腐蚀现象的产生,致使锅炉烟气温度很高,从而导致大量热量散发到大气中,浪费资源又污染环境。

据相关数据表明,一般工业锅炉的热效率约为60～70%,它的排烟温度大概在250℃～350℃之间,而导热油炉,排烟温度更是达到280℃以上,大量余热未充分利用,如果把这些烟气直接排放到空气中,这不但会导致气温升高,污染了环境,而且极大的浪费了能源。因此降低锅炉烟气温度已成为锅炉节能的一个重要途径,同时又必须解决锅炉低温腐蚀的难题。

但是,在进行烟气余热回收利用实现节能时,应注意以下几个问题:酸露点腐蚀的部位主要在锅炉的空气预热器后,进一步降低排烟温度和提高热效率,因此要从设计,选材和安装操作等方面采取措施,来防止和减少低温露点腐蚀。

①稍高于烟气露点腐蚀温度。露点防腐蚀的一般方法是通过精心的设计,在效率降低不多的情况下,提高换热面的壁温,使之稍高于烟气露点温度,使之不产生露点,从而防止腐蚀。②选用耐腐蚀材料。比如,我们可以用ND钢(09CrCuSb),因为它具有较高的抵抗低温腐蚀能力,不但能抗硫酸腐蚀,而且在负氯离子中也具有较高的耐蚀性,而它的力学性能与碳钢相当。③加入换热器。锅炉余热回收主要是在烟气进入水膜除尘器前增加烟道截面积,同时再加入一组换热器。的加入会影响到锅炉的排烟流量和排烟阻力,而增加烟道截面积主要是为避免加入换热器后在烟道中形成的阻力。

通过利用热管式换热器的余热回收装置能将烟气中的高品位余热进行回收,可使工业炉效率提高8～10%。它是把传统工业锅炉排出的废烟气,用于提高锅炉软水温度,或用锅炉排出的废烟气,加热锅炉助燃空气提高送风温度,实现节能,这个装置的使用对锅炉效率的提高具有重大的理论与现实意义。

2余热回收装置的使用

热管换热器的使用使锅炉的利用率大有提高,它是通过不同形式的组合,回收锅炉烟气余热,例如:用于预热锅炉助燃空气(空预器);预热锅炉给水(省煤器);生产热水(水加热器);生产蒸汽(余热锅炉)。热管换热器能够将燃气锅炉烟气温度降低至80℃左右,燃柴油锅炉烟气温度降低至100℃左右,这是铸铁管或不锈钢式省煤器或空气预热器无法做到的。

热管是敏度极高的换热元件,它是在真空管内液体之间相互传递热量,真空内部热阻小,具有良好的等温性能等特点,具体表现在:①体积小,传热效率高。热管可以相变传热,还可以在换热流体两侧时肋化,强化其传热。相同热负荷下,可减少管数,可扩大流通面积,可降低流速,这样就大大减轻了他们的磨损,延长换热器的使用寿命。②具有极强的抗腐蚀能力。由于他们之间的传热靠真空管内液体相变进行,由于壁面温度高,而且等温性能好,设计时应该使管壁温度稍高于烟气露点温度,这样烟气冲刷热管时就不会结露,烟气中含硫不会溢出,而是随烟气排出,所以热管、管箱和管道不会被腐蚀。

当然,目前锅炉余热的回收率已经提高了许多,但前面的路还有很远。为了能更好的利用资源,更好的保护我们的环境,所有业内人士还需更加的努力,早日使用更新的技术和材料,来提高锅炉烟气余热的回收利用率,为美化我们的环境尽一份力。

参考文献:

[1] 杨广仁.锅炉烟气余热的回收利用[J].油气田地面工程,2004,(9).

[2] 吴洪春.工业锅炉节能的方向和指标[J].煤炭技术,2004,(9).

[3] 王智民.天然气锅炉烟气余热回收与效率[J].区域供热,2003,(4).