烟气余热回收利用技术应用与探讨

张志杰

【摘要】：传统的锅炉排烟温度较高，造成一些热量的浪费，不利于企业的环保和经济效益。特别是在当前节能环保的社会，加强对燃气锅炉余热回收的研究具有重要的现实意义。因此，有关部门和企业应重点对燃气锅炉烟气回收，积极采取有效措施，不断提高热回收过程中，特别注重先进技术的应用，进一步提高烟气余热回收效率。

【关键词】：烟气余热回收；技术应用；分析

【引言】：

随着工业的发展，科学技术水平的不断提高，余热利用在对改善劳动条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低生产成本等方面起着越来越大的作用，已经成为生产中不可缺少的部分。加热炉是大型耗能设备，节能潜力很大，对于节能降耗、降低生产成本和提高经济效益具有事半功倍的功效，因此需要进一步加强研究。

1.烟气特性探究

天然气的主要成分是烃，燃气锅炉所排的烟中水蒸气占比较大，通过研究发现，燃气锅炉所排的烟在能够利用的热能里，其中水蒸气的汽化潜热占据了很大的比例。一般1立方米的天然气在燃烧之后能够释放出1.55千克的水蒸气，能够产出的汽化潜热大概是3700千焦/千克，在天然气低位发热中占比超过百分之十。在传统的锅炉中，通常排烟温度处于160到250摄氏度之间，烟气里的水蒸气还是温度过高，不会变化成液态释放汽化潜热。所以传统的天然气锅炉在理论上认为热效率大概为百分之九十五，通过冷凝式换热器能够降低烟气温度，使温度低于露点温度，则能够对烟气里的水蒸气凝结潜热进行回收，将低位发热量当作基准进行集散，则天然气锅炉的热效率能够达到甚至高于百分之一百一。

2.烟气余热浪费的途径

（1）锅炉连续排污经膨胀箱扩容降压后，二次蒸汽被回收利用，而高温水（约120℃）直接排入渣池，热量未进行回收利用，连续排污量约占锅炉蒸发量的5%-10%。

（2）锅炉定期排污经膨胀箱扩容降压后，二次蒸汽直接排入大气，而高温水（约120℃）直接排入渣池，全部热量未进行回收利用。定期排污量约占锅炉蒸发量的0.1%-0.5%。

（3）锅炉给水经热力除氧加温时，排除氧气的同时一部分加温蒸汽也排入大气，排入大气中的乏汽约占加温蒸汽的5%-10%。

3.烟气余热回收利用技术的应用

3.1汽化冷却原理

汽化冷却系统用水作为介质，利用转炉炼钢时释放的高温烟气余热作为热源产生蒸汽。烟道式余热锅炉设置在转炉炉顶，起到冷却烟气以便于除尘的作用。烟道式余热锅炉中的主要设备包括汽化冷却装置、活动烟罩、炉口可移动烟道、固定烟道、金属软管、汽包。

汽化冷却是采用软化水以汽化的方式（充分利用了水汽化潜热大的优点）冷却钢铁冶金设备并吸收大量的热量从而产生蒸汽的装置。其工作过程是：高温烟气通过汽化器（汽化冷却烟道壁面），因烟气与壁面温差较大，发生热量传递，将热量传递给受热面的的同时自身温度降低；受热面另一侧管道中的水吸收烟气热量后部分蒸发，并在蒸发管内形成了汽水混合物。由于水蒸汽的密度相对于水较小，在压力作用下，蒸汽在蒸发管内上升，通过上升管最终进入汽包，经汽水分离后，水蒸汽从汽包引出进入蓄热器储存，最终送入蒸汽管网供生产生活使用。同时水下降到蒸发管底部重新进入汽化器的下联箱内，补充的水供给蒸发管内继续蒸发使用。

3.2计算机控制技术的作用分析

燃气锅炉烟气余热回收过程，影响回收利用的质量和效率的因素很多，如回收设备，回收利用技术和控制技术，控制技术起着非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：第一，选择排气温度可直接反映生产过程和容易衡量控制参数。通过自动控制系统的PID控制指令，对外界的各种干扰进行处理，通过对变频器、电控阀等现场执行设备的控制，可以稳定地控制目标值。其次，对于较大的干扰因素，可采用计算机控制系统控制设备的切换，保证整个回收过程的正常稳定运行。最后，应用计算机技术提高企业信息化水平，有效地克服了传统燃气锅炉烟气余热回收效率低的缺点，为降低燃气锅炉的运行成本打下了坚实的基础。总之，计算机技术在热回收锅炉烟气中的应用，提供了可能性，为实现自动控制，许多自动化技术是以计算机技术为基础，因此，企业应根据锅炉烟气余热回收的实际实施，技术、集成控制技术和计算机自动回收行业的不同控制，进一步提高锅炉回收效率。

3.3除氧余热回收方案及工艺设计

热力除氧原理是将锅炉给水温度加热到沸点，使水沸腾，从而使水中溶解的氧被解析出来，在排除氧气的同时一部分加温蒸汽也排入大气。除氧余热回收的主要困难是除氧器工作压力低，正常工作压力在0.01-0.02MPa，要求换热器阻力小于0.01MPa，若换热器阻力大于0.02MPa，会造成除氧器工作压力升高，影响正常运行。同时乏汽中混有氧气，如作为闭式系统蒸汽回收，则氧气会被带入锅炉给水系统，增加设备管道氧腐蚀。

可以通过加装两套汽—水换热器的方式，将除氧器排出的乏汽与除氧器给水换热凝结回收，而氧气等其他不凝结气体通过排汽管排至大气。热源为除氧乏汽在管壳内流动，换热后凝结成水在管壳末端底部回收排入凝结水箱二次再利用，氧气等其他不凝结气体通过换热器管壳末端顶部的排气管排放至大气。冷源采用除氧器进水在管束内流动，吸收除氧乏汽余热后直接进入除氧器加温。换热器采用水平安装，减少壳程阻力，保证除氧器工作压力正常。

3.4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，以此来更为准确的調控壁面温度。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。

结束语

随着环保要求的不断提高，它是恢复模式命令更有效，和烟气余热回收装置适用于燃气锅炉的合理选择，效率的提高具有重要的意义。直接混合换热技术回收烟气潜热但是效果显著，，当排烟温度低于烟气露点，具有高耐腐蚀性的酸性冷凝水的形成，对设备使用寿命的影响，这是在技术的实际应用的一大难题，但总的来说，直接混合式冷凝器技术值得推广。

【参考文献】：

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[2]张群力，张秋月，曹明凯，纪迎迎.燃气锅炉烟气余热回收利用技术研究[J].建筑科学，2016（06）：133-141.endprint