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摘要：合理的进行锅炉系统烟气的预热利用，不仅可以实现能源的大量节约，而且对于环境保护等方面也具有积极的意义。技术人员针对锅炉系统烟气余热利用的几种方式，分别讨论其使用条件以及应用的合理性，进而使余热利用技术在生产中实现较好的应用效果。本文针对锅炉系统烟气余热利用技术要点进行较为详细的讨论。
关键词：锅炉系统；烟气余热利用技术；要点探讨
一、锅炉烟气余热利用技术
1.技术难点与应对措施
目前，把余热利用技术应用在实际的锅炉运行中存在较大的难度，主要原因是烟气温度相对较低，当应用传统形式的换热设备时，在尾部受热面发生介质和烟气之间换热温度差降低的现象，所以，为了满足实际的换热要求，必须增加设置换热管路，导致烟气热阻、能量消耗、动力消耗以及资金投入量增加，通常情况下，烟气每增加15℃-20℃，锅炉的运行效率都会相应的降低百分之一。相反，当温度降低15℃-20℃时，锅炉的运行效率会相应的增加百分之一。现实中，假如烟气温度太低，将会使低温面的温度数值比露点更低，导致受热面的金属受到腐蚀，无法保证锅炉安全运行。
热管式换热设备几年来发展较快，一般安装在省煤器后面，从而对烟气余热进行回收、使用。热管式换热设备可以在降低烟气温度的同时，实现锅炉运行效率的有效提高，同时，降低了温度较高的烟气对大气所造成的污染，尽可能不导致温度差发生改变或者降低。基于这类换热器具有较大的热量，热阻极低，所以如果将其与传统形式的换热器相比较，热管式换热器可以在较低的温度与压力条件下，满足数值较高的换热量。一般，要避免温度和水的露点温度相等，或者较水的露点温度更低，因为此时金属的腐蚀性极为严重，但是也存在一个相对安全的温度范围，在这个温度范围内，金属的腐蚀性较低，可以通过在换热管外部设置金属套管的方式，减低其所受到的腐蚀性影响，在设计中，全面考虑具体参数的调整，保证避免温度处于一个相对安全的区域中。另一方面，要降低二氧化硫的排放量，可以通过降低空气过量系数的方式，将具有抗腐蚀作用的溶剂放置在烟气的排气管道内部，实现降低腐蚀性物质总量的目的，避免金属受到严重的腐蚀。
2.烟气余热利用装置
对烟气余热利用装置来说，目前国内存在很多种换热设备，如：热管式、热媒式、焊接式等，同时，还设置了吹扫装置，包括吹灰式等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在这些设备中，主要使用了热管式以及热媒式设备，基于热媒换热设备进行安装以及预转所需要的资金量较大，要求较为严格，维护以及检秀操作复杂，所以应用频率相对略低。基于对应用系统具有相对严格的要求，所以在国内的使用总量不多。热管是一种运行效率相对较高，技术较先进的换热元件。借助于管子内部与管子外部介质的高效化循环来实现热量的传递，实际热管的当量传导率高于金属当量传导率的若干倍。和其他形式的换热设备相比，在资金投入量方面更低、能源消耗量更小，余热回收效率更高。对于不同温度的余热回收都有良好的效果。在对锅炉进行余热回收操作时，可以实现能源的节约使用，保证换热器具有较大的使用范围。
3.烟气余热使用方式
由于被加热介质种类不同，可将锅炉烟气余热的使用方式分成三类，第一，实现空气的加热；第二，实现燃油的加热；第三，合理加热给水。这几种加热方式，具有自身各自的优势和不足，主要表现在下述几个方面：第一，对空气采用余热进行加热，优势为：锅炉中的空气被烟气预热加热以后，使燃烧效率显著提高，使锅炉炉膛中的温度有效提高，降低了过剩空气的比例，优化了换热效果。弊端是：对空气进行加热，首先要进行锅炉的工艺改造，这是一项十分复杂的工作，涉及到的时间长、影响因素多。同时，加大了换热面积，使资金投入总量加大，不满足经济性的要求。第二，实现燃油的余热加热。优势为：燃油在燃烧阶段的雾化效果与燃油的粘度呈现出一定的相关关系，而温度对燃油粘度具有较大的影响，如果雾化效果不好，可能会出现渣油。所以借助于烟气余热进行燃油的加热，可以实现燃油雾化效果的显著改善，降低了由于没有燃烧完全而导致的能源损失量。弊端为：当对燃油直接加热时，必须满足安全性方面的全部要求，认真做好安全防范工作，燃油传输过程中的工艺参数对于燃油的加热效果具有较大的影响，所以，很难控制燃油的加热参数。第三，应用余热加热给水。优势：使用这种方式实现给水加热，所需要的资金投入量更小，不需要进行复杂的工艺设计，很容易合理管理不同环节的工艺参数。基于现阶段管式、热管式换热设备不断的优化和进步，对过剩空气系数的利用更加合理，锅炉的热效率有了更为明显的改善。
通过分析发现，采用余热对空气和燃油进行加热，资金投入量较大，操作冗杂，工艺复杂，所以，在实际的生产中应用并不多。利用余热加热给水则具有较低的资金投入量，操作简单，能源损耗小，环境污染低，所以，应用较多，但是基于排烟温度极大的影响了热管换热设备的运转，使烟气的温度超过了管子所能够承受的温度范围，导致热管的使用时间缩短，性能下降，可以通过应用针型管式换热设备实现问题的合理化解决。
二、烟气冷凝余热回收过程中的关键技术问题
1.烟气排放问题
将烟气冷凝，余热回收后，烟气被冷却至相对较低的温度，而且排放烟气接近饱和状态，排放时，烟气抬升能力相对变小。因为排放位置及气候条件因素的影响，可能造成烟气的积压，导致烟气不能顺利从烟囱直接排出的现象。所以采用烟气再加热或增强风机动力的方式将烟气排出。烟气再加热就是将10%到20%的锅炉出口温度相对较高的烟气利用旁通支路与冷凝后的烟气充分接触混合后排出。
2.冷凝液处理问题
利用烟气冷凝余热回收技术，温度降低，使烟气中的水蒸气被冷凝，在烟气冷凝过程中会吸收部分烟气中的二氧化硫及氮氧化物等污染物，产生呈弱酸性的液体。处理冷凝液体的方式有稀释法、土壤吸收法和药剂处理法。通常稀释或中和后的冷凝液体直接排入现有的污水管网中，没有进行再利用，造成了水资源的浪费。
3.设备防腐蚀问题
在烟气冷凝余热回收技术中，酸性冷凝液体具有腐蚀性，导致烟气余热回收装置的运行寿命明显减少。目前公认的解决腐蚀问题有两种方法，一种是提高设备的耐腐蚀能力，另一种是在烟气冷凝前进行处理，减少烟气中因吸收二氧化硫及氮氧化物所造成冷凝液体的酸性浓度，并在余热回收循环水中加入可以中和冷凝液中酸性成分的碱性物质，达到减弱冷凝液体的酸性，从而较少冷凝液对设备的腐蚀。
4.系统集成与匹配优化问题
为了更好地回收利用烟气中的潜在热量，烟气余热回收循环水的温度要低于烟气的露点温度，在利用烟气余热预热供热网回水时，需要控制供热网的回水温度，使其低于烟气的露点温度。
利用换热器回收烟气余热技术，如果采用低温热水供热系统，有利于提高烟气余热的回收效率。对于中高温热水采暖系统，采用利用热泵回收烟气余热技术相对较为合适。目前，在集中供热系统中采用烟气余热回收技术时，大都采用锅炉尾部直接串联烟气余热回收装置的方式，但是直接串联容易增加排烟阻力，同时还会影响对烟气余热回收设备的检修，因此需要在排烟管道设置旁通。
综上所述，能源问题是我国现阶段工业发展面临的一个重要问题，如何实现能源的合理化利用以及再次利用成为很多技术人员所关注的工作重点。锅炉系统的烟气回收利用方式有多种，技术人员可以结合实际的生产状况，选取合适的能源利用方式，合理利用锅炉系统烟气余热，提高生产效率，降低能源损失。实现较好的社会效益和经济效益。
参考文献：
［1］刘华，周贤，付林． 接触式烟气冷凝换热器的换热性能［J］．暖通空调，2014，44（9）：97-100
［2］李雅玲．节能技术在集中供热系统改造工程中的应用［D］．北京：清华大学2012
论文作者:张颖
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/21
标签：烟气论文; 余热论文; 温度论文; 锅炉论文; 换热论文; 燃油论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第22期论文;