中电国际新能源海南有限公司
一、余热锅炉的种类和工作原理
目前余热锅炉按结构形式分为卧式、立式；按压力等级分中压、次高压；按温度分为中温、次高温。余热锅炉的工作原理：锅炉燃烧会产生高温烟气，烟气通过水冷壁蒸发器吸热降温，然后进入过热器，最后进入省煤器。蒸汽侧锅炉给水进入省煤器，经省煤器加热，将水温加热到饱和水温度下，通过省煤器连接管进入汽包，内的饱和水通过下降管进入水冷壁及蒸发器下集箱，景观水冷壁及蒸发器受热后，饱和水变成汽水混合物通过上集箱连接管进入汽包，通过汽包分离后饱和蒸汽经过饱和蒸汽连接管进入过热器，过热器一般设计二级减温，通过过热器后，蒸发达到设计温度及压力。
二、烟气余热回收的工作原理及回收原则
1.烟气余热回收的工作原理
导热率高热管是一种导热元件，该热管内部进行传热的方式关键为通过工作液体的气液相变，该热管的热阻较小，有较高的导热能力，有很好的经济性，可以较为容易的使冷、热流体进行完全逆流换热，以此来获取较为理想的对数温差，并且沿测阻力较小，大概为20到30帕，该系统较为简单，有很明显的节能效果。现在烟气余热回收装置所能传导热量的温度大概为30到1000摄氏度。该种烟气余热回收装置和传统的装置相比较更加的安全，所适用的范围也愈加的广阔，同时超导热管的形状获得了较大的进步，更为灵活。
2.烟气余热回收的工作原则
将增加现有设备的运行效率作为关键，尽可能的降低能量的损失。因为有些热设备能够排出很多高温烟气，在此种状况下应该增强对余热的有效利用，一般情况下会对本设备及本系统实行优先利用，所采取的方法主要包括提早加热物体和投入预热助燃空气等方法。针对那些余热回收不能被本设备及本系统所利用的状况可采用利用回收产出热水或蒸汽的方法，通过这种方法来产生动力。余热所包括的种类有很多，以此进行回收的时候应该注意依照余热的特征以及排出的状况和数量、介质温度等实行合理的可行性研究，以此来依照余热的特征实现最大可能的回收，合理的对余热能够用到的设备种类及规模进行选择，一定要严格的遵照有关标准实行处理，防止由于高压高热等因素所导致的危险问题。
三、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。
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。
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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据调查发现，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.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。
四、烟气余热回收设备注意事项
1.确定冷端金属壁温
为了防止烟气余热回收设备腐蚀和积灰，需要确定一个安全的控制温度。在正常运行过程中，烟气余热回收设备的金属壁温必须高于酸露点，否则，极易出现金属腐蚀和积灰的现象。
根据有关公式初步确定烟气低温腐蚀的露点温度为83 ℃。因此，将烟气余热回收设备冷端金属壁温控制在90 ℃是安全的。
2.换热器传热管防堵灰措施
锅炉烟气中的灰尘不仅会污染传热管表面，影响传热效率，严重时还会堵塞烟气流动通道，增大烟气流动阻力，甚至会影响锅炉的安全运行。在这种情况下，不得不停机清灰。为此，采取如下措施以防止堵灰：①将烟气余热回收设备全部布置于静电除尘器后，由于烟气介质清洁，可以有效防止换热器的堵灰和磨损。②当传热管金属温度高于烟气酸露点温度时，传热管上不会出现水结露，传热管上的积灰为干灰，此时，可采用吹灰器定时吹灰。在换热器结构设计中，不会设置大量积灰源，保证吹灰器能吹到所有的管束，不留吹灰死角；保证传热管积灰程度在允许的范围内，使烟气流动阻力的增大幅度和传热能力的降低幅度都在允许范围内。③选择合适的烟气流速。选择合适的烟气流动速度能使换热管具有自清灰功能。一般说来，换热管自清灰的风速应高于12 m/s。
3.烟气余热回收设备形式的选择
烟气余热回收设备布置在脱硫塔入口。烟气余热回收设备采用管―壳式烟气―水换热器，壳侧为烟气通道，管侧为凝结水通道。烟气余热回收设备传热管有光管和高频焊高效翅片管2种，采用高频焊翅片管可以强化传热且能减轻低温腐蚀，但翅片管表面易积灰。当冷端金属壁温低于烟气露点温度产生湿灰时，积灰不易清理。采用传热光管，其传热效果不如高频翅片管，但传热管表面黏结湿灰后较容易清除，可以保证设备的运行安全，所以，换热器传热管形式应根据设备的具体运行条件选择。
4.烟气余热回收设备改造节能效果分析
增设烟气余热回收设备后，大量烟气余热进入回热系统，这是在没有增加锅炉燃料量的前提下获得的额外热量，必然会以一定的效率转变为电功。这个新增功量要远远大于排挤抽汽和汽轮机真空度微降所引起的功量损失，所以，机组经济性无例外，都是提高的。
结语
推进节能减排工作是关系经济可持续发展的重要举措，做好节能减排工作对推进企业技术进步、合理利用资源、保护和改善环境有重要作用。通过烟气余热回收利用技术的应用，符合国家产业政策，减少大气热污染排放，还给企业带来明显的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王哲.烟气余热回收换热器的换热及经济性研究[D]. 河北工程大学 2015
[2]李翠洁.天然气锅炉烟气余热回收系统优化配置研究[D]. 北京建筑大学 2015
[3]张伟.济南市某区域锅炉房热电联产与烟气余热回收改造研究[D]. 哈尔滨工业大学 2017
论文作者:张群威
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：烟气论文; 余热论文; 锅炉论文; 设备论文; 热管论文; 热量论文; 温度论文; 《中国西部科技》2019年第11期论文;