锅炉烟气余热回收处理技术

安传华 李海东 冯统华

摘 要：我国明文规定，社会的生产发展必须建立在节能的基础上，倡导对节能技术进行开发研究，从而达到节约能源的作用。通过不同方面探讨锅炉（循环流化床锅炉）烟气余热回收处理技术，对其它锅炉的烟气余热回收节能技术起到一定借鉴作用。

关键词：资源有限 锅炉烟气 余热回收 节能技术

中图分类号：TK229.66 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）009-066-02

对锅炉烟气余热进行回收处理技术，有利于我国资源长远使用。循环流化床锅炉（以下简称CFB，Circulatie fluidics bed的英文缩写），比起别的锅炉节能性能强、适用各种燃烧材料的特点，所以在我国乃至世界各国的工业中大范围使用。CFB锅炉是在原有的锅炉技术水平上，不断改进和提高。再加上锅炉承受热量的表面出现磨损、排烟难等问题得到了解决，CFB锅炉工作效率更有明显提高。例如广东凤岗发电厂的CFB锅炉能够不停工作362天，创下我国锅炉史上最长记录。

CFB锅炉的研发使用是效仿传统燃煤锅炉，如何才能彻底打破燃煤锅炉的使用原理，按照CFB的不同特点进行改善是将来CFB锅炉研究的方向。下面根据CFB锅炉特点，研究锅炉烟气余热回收处理技术。

1 阐述循环流化床锅炉概念

循环流化床锅炉简称CFB锅炉，它具有工作效率高，尾气排放危害低的特点。CFB锅炉是现代化的高科技产物。世界各个工业国家普遍在发电站、垃圾回收厂等领域使用CFB锅炉。最初的CFB锅炉运转快速，也叫高速流化床锅炉。因为高速流化床锅炉的使用时间比CFB锅炉久远，有一定的实践经验，所以CFB锅炉结构设计原理是参照高速流化锅炉的程序设计。它和传统的锅炉设计原理大致一样，却又在结构和使用上存在一定差异，是传统锅炉结构和创新技术的结合。要彻底明白CFB锅炉的工作理论，首先就要对高速流化床锅炉工作原理、构建材料有一定的认识，同时要了解高速流化床锅炉在不同运转速度下的运动特点、热量传播特点和燃烧特点。概括来讲，燃烧物在锅炉中反复燃烧，称之为循环。燃烧物在锅炉中进行燃烧时，高温使燃烧物形成流动的状态，称之为流化。循环流化锅炉是材料在锅炉中进行反复燃烧的节能燃烧形式。

2 对锅炉烟气余热回收处理必要性

在我国，电能有72%都是来自燃煤发电。我们日常生活中每多用一度电，发电厂就要燃烧更多的煤进行发电。煤的燃烧会产生一氧化氮、一氧化硫等有毒气体，这些有毒气体排到空气中导致空气固体粉粒增多，污染空气。再者煤的再生产需要历经一个世纪以上的时间，因此现存的煤量一旦同完，我们的日常生活、工业发展等都会受到影响。

2.1 国家高度重视工业锅炉节能

在最近90年里，很多资本主义国家已经完成本国的工业建设，世界上的煤资源被资本主义国家的工业建设消耗得所剩无几。我国是全球处于正在发展的国家中最大的发展国，在工业化的道路上飞速前进，发展是建立在消耗大量能源的基础上。据调查显示，我国在2009年煤总量比2008年少了6.8%，能源消耗位居世界第三，消耗速度极其迅速。按这样的发展形势下去，我国煤资源很快就会消耗完。节能行动迫在眉睫。国家颁布条令，必须加强节约能源的工作，科学进行生产发展，降低能源消耗，节约能源，特别是针对锅炉锅炉烟气余热回收，并且颁布相应对策，将节能作为基本国策去落实。全国各省各市高度重视，积极落实节能减排工作。

2.2 工业锅炉消耗能源巨大

全国人民都在为节能减排共同努力：随手关灯、出门坐公车、低碳烹饪、水资源循环利用、家用电器的节能使用等等。为缓解我国能源紧张的局势做出一份贡献，努力创造一个节约能源的新型社会。但是工业的锅炉生产方面存在很大的浪费和污染问题，这些问题亟待解决。工业锅炉的尾气温度很高，工业锅炉在燃煤运作的时候，锅炉后边会排除大量浓烟，烟的温度高至250-400℃，热能源高。大多工厂并不注重对浓烟的循环使用，而是直接任其排到空气中，不仅造成浪费还对大气造成污染。一般重型CFB锅炉的旁边都设置筑铁管道及防止腐蚀的节煤机器，用以帮助气体燃烧和对锅炉内的水进行加热。但煤等燃烧物质的化学成分中有硫，在燃烧的过程中会有二氧化硫、一氧化硫等有毒气体产生，和空气中的水分子进行反应成硫酸。当硫酸的温度比CFB底部铁壁温度高时，硫酸就由气态形式变成液态。时间久了就会对锅炉造成侵蚀，导致漏洞等现象。锅炉就会潜在危险因素。现在大多使用的工业CFB锅炉都选择升高烟气热度，减少硫酸对锅炉的侵蚀。但这又会造成新的问题，高温度的烟气转换成热能散播在空气中，造成污染、浪费。因此必须对锅炉尾部烟气余热进行回收，只有节能才能保障我国工业持续正常发展，因为工业一旦瘫痪，整个社会秩序就无法正常运行

3 锅炉烟气余热回收处理技术应用

烟气余热是燃料燃烧后被释放到空气中，未能得到充分利用的热能，也是能量资源中的一种。余热形式有很多种，比如烟气高温热量、烟气中的水分和氮氢气反应产生的化学能量、热能反应产生的余热、燃料残渣热能等等。而余热回收技术的作用就是一用科学技术，回收这些热量，降低能源浪费。同时锅炉烟气余热回收处理技术是一种节能对策。通过对整个锅炉烟气余热的排放循环过程进行研究，运用科学技术，结合经济条件和环保知识，充分考虑资源消耗、结构材料、使用过程等方面的问题，创造出最可行的锅炉烟气回收方案。从而达到加高效率、降低浪费、节约能源的作用。

3.1 锅炉烟道中安装节能设备

锅炉燃烧排出的烟气大部分都是水分，含量占烟气所有化学物质成分的19%。若将其直接排放到空气中，会造成很大的能源浪费。同时燃料在锅炉中燃烧，通过锅炉尾部排放出一氧化硫、一氧化氮等污染环境的有毒气体。解决这些问题的办法很多，可以通过在锅炉烟道中安装节能器对其加之利用。节能器将这些化学物质同水蒸气结合在一起，吸收这些污染物，减少排放量，从而达到环保作用。降低能源消耗的同时能够减少工业投资，既环保又经济。

3.2 安装冷凝装置回收锅炉烟气余热

大部分的锅炉排放出的烟气气温高达172～260℃，烟气的水分温度过高，导致沸腾，无法凝聚为流动的水状释放热量。材料燃烧散发出来的热量最低值就是锅炉的工作效率，材料燃烧能够释放热能的最高值和最低值之间存在一定差距，这个差距以锅炉烟气余热的形式被消耗浪费。根据调查发现，普通的锅炉热能功率在79%～86%之间上下浮动，造成约21%～14%的浪费。安装冷凝装置，能将锅炉排放烟气气温冷化至45～65℃，有效冷凝烟气温度，增加锅炉热能功率，回收尾气的余热。

3.3 锅炉排气通道安装热管设备，回收余热

在锅炉排气热通道安装热管设备能够大大回收对烟气余热产生的热量。安装热管是实施锅炉烟气余热回收处理技术的最好选择。安装热管设备后的锅炉烟气热度会有所下降，适合安装在任何类型的锅炉，例如在用氢气作为燃烧材料的锅炉安装上热管，烟气余热普遍低于75℃，用石油做燃料材料的锅炉热度普遍低于95℃，CFB锅炉热度更低，围绕60℃上下浮动。由于热管材料感度超高，并且热量的传递是通过真空传播，真空的对空气的热量阻碍小，所以比起铁质管、气体加热管，热管的回收余热效果更为显著。

虽然锅炉的余热回收技术有很大的进步，但是还有很大的进步空间。有关的锅炉烟气余热回收技术人员尚需加油，尽快创新技术，研究出超低污染锅炉燃料，促进我国经济又快又好地发展。

参考文献：

[1] 牛培峰，丁希生.两层模糊控制在循环流化床床温控制系统中的应用[J].燕山大学学报，2008（02）：124-128.

[2] 张缦，别如山，姜孝国，等.300MW循环流化床锅炉热力特性的研究[J].动力工程，2009（06）：507-511.

[3] 李斌.中小型循环流化床锅炉二次风的布置[J].工业锅炉，2009（04）：14-16.

[4] 廖鹏，兰春明，王正阳.浅析300MW循环流化床机组降低厂用电率的措施[J].锅炉技术，2009（01）：38-41.

[5] 张华，岳中石，徐爱东，等.300MW循环流化床锅炉燃烧控制策略[J].电站系统工程，2010（06）：69-71.