我国燃气锅炉烟气余热回收技术

来源：杭州新蓝— 余热回收发布日期：2022.05.18

1引言

随着科学技术的快速发展，锅炉烟气余热回收技术不断完善，冷凝烟气余热回收技术应运而生。具有稳定、操作方便等特点，可有效提高冷凝余热回收装置的利用率，确保水蒸气中的热量更好地释放。其工作原理不同于早期锅炉烟气余热回收，从单相对流热到冷凝热交换。为了更好地利用锅炉烟气余热，在冷凝锅炉烟气余热回收技术的过程中，工作人员需要处理冷凝液的腐蚀问题。

2燃气锅炉烟气余热回收技术的发展过程。

2.1早期烟气余热回收技术

早期燃气锅炉烟气余热回收装置主要是由于低温传热温差小，利用烟气余热加热助燃空气或锅炉回水。排烟温度的降低对加热面的要求很高。由于经济性和项目场地的空间限制，初期烟气温度仅降至160℃左右，远高于露点温度，只回收了部分烟气。虽然采用早期技术，燃气锅炉的热效率(低热量计算)可达90%左右，但仍有大量烟气余热未回收。

2.2冷凝式烟气余热回收技术

是在早期烟气余热回收技术的基础上，利用高效冷凝式余热回收装置吸收锅炉排放的高温烟气中的显热和水蒸气冷凝释放的潜热。与早期烟气余热回收技术相比，虽然换热器的形式差别不大，但传热机理由单相对流换热转变为冷凝换热。此外，冷凝式余热回收技术还需要考虑冷凝酸液对换热面的腐蚀作用。我国烟气冷凝余热回收起步较晚。然而，随着节能环保政策的加强和我国能源结构的调整，燃气冷凝余热回收越来越受到人们的关注。在烟气冷凝传热的基本理论方面，欧美发达国家做了大量工作。我国的研究主要集中在冷凝式换热器开发过程中涉及的一些工程技术问题上，并建立了燃气锅炉烟气余热回收示范工程。

3.烟气余热回收技术的应用

3.1热管技术

热管是一种高效利用蒸发潜热传递能量的传热装置。液体制冷剂吸收烟气余热。当制冷剂到达冷端时，释放了大量的热能。该热管具有体积小、传热效率高、无附加功率等优点，应用前景广阔。但由于工作材料的限制，热管价格昂贵，在工业中应用不足，堵灰、露点腐蚀等问题仍然存在，技术不成熟，需要进一步加强研究和应用。

3.2相变换热器

与相变换热器相比，相变的概念更具特色，更详细地描述了墙体温度的控制机制，从理论上实现了低温腐蚀的控制。与变相模块相比，是热管换热器的整体设计，确保温度梯度在较小范围内，同时调整相变时的水参数，可以更准确地调节墙体温度。本发明在工作时，通常以循环介质质量和介质的工作状态作为调实现更准确地调节墙体温度的目的。

3.3冷凝锅炉

减少排烟热损失，提高系统燃烧效率是提高燃气利用率的重要途径。燃气作为一种可燃气体，很容易获得较高的燃烧效率。随着相关科学的发展和人们对控制理论和燃烧理论认识的提高，燃气系统的燃烧反应良好，燃烧效率大大提高。因此，目前余热利用的研究热点是如何进一步减少排烟热损失。大多数热能动力装置的排烟温度设计在120℃以上，使燃料燃烧后产生的水以过热水蒸气的形式存在，并随着烟气的排放而直接流失。因此，在减少排烟热损失方面，水蒸气中所含的汽化潜热没有得到充分利用。例如，一个城市的发热值高达40548kJ/m3，低达36705kJ/m3。这两者之间的差异是烟气中含水蒸气的蒸发潜热。根据低发热量计算的10.47%，导致热损失的严重浪费。如果烟气排放温度能调节到低于露点温度，水蒸气就会凝结，释放的能量可回收，节能效果显著。

3.4烟气排放及设备防腐

冷凝排烟后，烟气温度将继续下降。该过程要求员工严格控制烟气温度，温度控制系统可安装在余热回收装置中。烟气温度过高会影响回收装置的运行效率，温度过低会影响烟气余热利用的效果，降低企业的经济效益。因此，做好烟气排放工作是非常重要的。腐蚀性现象将缩短余热回收装置的使用寿命。因此，员工应做好相应的防腐工作。燃气锅炉烟气余热回收装置的防腐方法主要有两种，即提高设备的防腐能力和相应的烟气净化处理。在这些因素中，提高设备的防腐能力主要是指更换设备外壳，确保燃气锅炉烟气余热设备在保证防腐质量的基础上更好地运行。

在锅炉烟气余热回收过程中，影响回收质量和效率的因素很多，如回收设备、回收工艺和控制技术，主要体现在：

首先，选择可直接反映生产过程并易于测量的排烟温度作为受控参数。对于各种外部干扰，通过自动控制系统的PID控制指令，一般通过变频器、电动调节阀等控制现场执行装置，以保持控制对象值的稳定性。

其次，对于较大的干扰因素，采用计算机控制系统控制设备，确保整个回收过程的正常稳定运行；计算机技术的应用提高了企业的信息化水平，有效克服了传统燃气锅炉烟气余热利用效率低的缺点，为降低燃气锅炉的运行成本奠定了良好的基础。

一般来说，计算机技术在锅炉烟气余热回收中的应用为实现自动控制提供了可能性。目前，许多自动化技术都是基于计算机技术的。因此，企业应根据锅炉烟气余热回收的实际情况，将控制技术与计算机技术相结合，自动控制回收的各个环节，进一步提高锅炉余热回收的效率。

3.6其他技术

热泵技术可将低温体的热量传递给高温体。其原理与制冷装置相同，需要消耗一定的外部高级能量。热泵系统可回收100~200℃锅炉烟气中的热量并使用。热泵有两种形式：压缩式和吸收式。虽然压缩式体积小，效率高，但味道高，而吸收式能耗低，体积大。对于锅炉烟气余热回收，热泵系统可与接触式冷凝器或冷凝式换热器结合，适用于锅炉余热回收，是未来重要的研究方向。