乌鲁木齐热力工程设计研究院 新疆乌鲁木齐市 830000
摘要：随着经济与科技的发现，党和国家积极推进建设节约型社会的步伐，为了推进中央国家机关节能改造工程项目和新建建筑项目节能技术与产品的应用，节能降耗，国管局曾在全国范围内公开征集先进节能产品与技术，锅炉余热回收技术就属于本次征集的第一批征集范围中的供暖系统节能技术与产品。
关键词：燃气；锅炉烟气；余热回收
我国经济发展迅速，但是我国人口众多，人均资源分配少，而能源作为人们生活工业发展的基础，人们对能源的需求却越来越大，我国能源供需矛盾突出。工业锅炉排烟温度较高，可达160 - 240℃，烟气中含大量热态水蒸气，携带热量可占排烟温度的55％ -75％，使得锅炉热量损失严重，余热回收技术的出现，不仅能够减少有害气体排放量，而且很大程度上缓解了能源供需矛盾。
一、烟气余热回收工作原则
有些燃气锅炉设备会排出大量高温烟气，导致大量的热能量损失，为了实现节能减排，一是要提高这些设备的效率，二是将这些余热回收起来再利用，尽量减少能量损失。一般情况下会提前加热物体和加入预热助燃空气使燃料充分燃烧，使余热能够被本设备和本系统充分利用。对于本设备和系统无法利用的余热则要借助其他设备进行回收，将回收过程产生的热水或者蒸汽，转变为生产动力。不同的余热特点、排出情况、排出量、可利用性和介质温度都是不同的，在余热回收过程中，要根据余热具体的性能进行科学的可行性分析，科学地选择余热回收设备类型和规模，在余热回收过程中必须对固态高温、高低温液体、冷凝水进行严格规范的处理，防止高压高热等问题造成的安全隐患，最大限度地进行余热回收再利用。
二、燃气锅炉烟气余热回收利用技术
（一）相变换热器
相变换热器从理论上而言是能够达到控制低温腐蚀的。相变则是指热管换热器在温度梯度在很小的范围内，能够根据相变时水量参数进行调节，以达到精准控制壁面温度的目的。其原理是：上、下管式换热器分别连接在汽水分离装置的两端，下端的蒸发段吸收锅炉尾部的烟气余热后，会使内部介质发生相变，蒸汽上升至管内再进入汽水分离装置后，再上升至上部的冷凝段，这时蒸汽变为液态就能够沿着管壁流入汽水分离装置，不断的循环进行吸热与放热的目的。
（二）热管技术
热管技术是一种利用汽化潜热来实现能量高效传递的传热设备。热管尺寸小，传热效率高，不需要施加外加动力就能实现余热回收，节能效果显著，应用前景广阔。其工作原理是：当液体在汽化过程会吸收烟气废热，气体上升至冷却端后发生液化，从而释放出大量热能。但是目前热管价格偏高，受工质材料的限制，以及在实际应用过程中存在灰堵、露点腐蚀的问题需要解决，还需要进一步进行研究。
（三）列管式间接换热器
列管式间接换热器主要是由“管、壳”构成的列管换热器，通过换热管内的液体将管外烟气热量吸收，从而达到吸收与传递烟气热量的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该项技术的优势主要有以下几点：第一，结构简单，具有较高的换热效率。第二，换热元件相互独立，几乎不影响冷热流体间的交换。第三，冷热侧换热面积比的调整较为便捷，能够防止腐蚀性气体的露点腐蚀。
（四）板式间换热技术
板式换热器属于非对称型板式换热，其“水侧、烟侧”主要是由“一系列具有一定波纹形状的不锈钢板片”组装而成，其通过换热器内水侧液体来将烟气侧的烟气热量吸收，达到吸收与传递烟气热量的目的。该技术的优势主要有如下几方面：第一，换热损失小，换热效率高。第二，自重轻、结构紧凑、占地不大。第三，在损失相同传递压力的情况下，其换热系数要远高于列管式换热技术。
（五）冷凝锅炉
水蒸气是烟气中潜热的主要携带者，但是传统余热回收方式只是回收对显热进行回收，大量潜热流失，降低锅炉热效率。冷凝锅炉的工作原理是：通过冷凝余热回收装置，将回收的烟气的显热和水蒸气的潜热分别用于锅炉系统回水预热、生活用水加热或锅炉补水，以提高锅炉的热效率，同时还能一定程度上吸收烟气中的有毒气体，减少大气的污染。该技术适用于燃气锅炉烟气水蒸气含量的情况。
三、烟气余热回收要注意的问题
（一）烟气排放问题
在烟气余热回收时，要时刻关注烟气排放的问题。一方面，要注意利用冷凝回收法回收烟气余热时，烟气遇冷的情况下会导致温度下降，而烟气排放接近饱和状态时，通过烟囱排放时烟气的抬升能力下降，排放量降低；其次，烟气排放地点的位置与气候条件还可能导致烟气难以直接从烟囱顺利排出现象，这时就需要将10％～20％从锅炉出口的高温烟气通过旁通支路与冷凝后的烟气进行混合或增加风机动力让烟气顺利排出。
（二）设备防腐蚀问题
在烟气余热回收过程中，烟气中的部分酸性气体也会被吸收，这些酸性气体具有一定的腐蚀作用，会降低烟气余热回收装置的使用寿命，因此一定要做好防腐处理。一方面，可以采用高分子塑料换热器、采用新型的非晶态镍铜磷复合化学镀膜来提高设备的防腐能力，同时还能增强换热器传热性能；另一方面，对烟气净化处理，减少烟气中SO，NO等酸性气体浓度，同时在水中加入碱性药剂使冷凝液中的酸性成分得到中和，降低冷凝液体对设备的腐蚀影响。
（三）系统集成与匹配优化问题
烟气余热回收过程中的要注意水温的控制，燃气采暖锅炉排烟露点温度一般在 55℃左右，排烟露点温度受水蒸气的体积分数的影响，因此为了确保烟气中的潜热能够充分的回收利用，要控制过量空气系数和水温。例如：在循环水进水温度和用回收的余热进行预热供热网回水时回水温度都不能高于烟气露点温度，这样既可以充分回收烟气中的显热，又可以回收烟气中水蒸气的潜热，最大限度地回收余热。
四、结束语
总而言之，我国燃气锅炉烟气回收技术还存在很多问题，例如自动化控制水平有待加强，我们还需要不断引进国外先进的余热回收技术，结合我国的实际情况，结合人工智能技术加强对锅炉烟气余热回收技术的研究，最大程度确保热能的回收与利用。
参考文献：
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论文作者:曹艳妮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/5/2
标签：烟气论文; 余热论文; 换热器论文; 锅炉论文; 技术论文; 潜热论文; 温度论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;