利用热管蒸发器(余热锅炉)回收玻璃窑炉烟道废气余热

利用热管蒸发器（余热锅炉）回收玻璃窑炉烟道废气余热综述天津华能北方热力设备有限公司：李宝江

一、前言

“节能减排”是当今国策，是可持续发展的重中之重。玻璃企业是耗能大户，它能耗的高低，也直接关联到“节能减排”国策在企业的贯彻执行力度的高低。

在玻璃融化过程中，窑炉产生的废（烟）气很多企业将它直截排放到空中，不仅浪费能源，还污染了环境。在原烟道旁设置旁路烟道，安装余热回收系统设备（热管余热锅炉），将500℃—220℃左右烟气余热进行回收利用，降到180℃—160℃左右进入下道工序（脱硫）或排空。回收这部分余热是玻璃企业行之有效的“节能减排”措施之一。每回收30（MJ）余热量，即可回收标煤约1（kg），同时可减少污染排放0.68（Kg）碳、1.9625（Kg）二氧化碳，社会效益不可估量。还可以获得政府“节能减排”奖励基金0.3元以上。

通过余热回收系统设备（热管余热锅炉）可产出一定表压力的、一定量的饱和蒸汽或过热蒸汽，用于发电、生产、生活使用，替代外供（燃煤、燃气、燃油）锅炉。

热管技术是一项成熟的技术，因它的独特的特点目前被广泛的应用于电器、空调、化工、石化、冶金、建材等众多领域。我在上世纪的九十年代，开始将热管技术应用到玻璃窑炉，回收烟道废气的余热，生产出一定压力的饱和（过热）蒸汽，用于生产和生活。目前已被众多公司企业认可并使用，收到较好的经济效益和社会效益。

二、余热回收系统概述。

根据窑炉烟气余热量的大小，余热回收系统的设计流程如下：

该系统由以下装置组成：热管余热回收系统装置设备（热管水加热器、热管余热锅炉等）、引风机、供水系统（软水处理装置）、输汽系统（储汽缸、分汽缸等）、外连管路和控制仪表等组成。

1、流程图示：

2、系统流程

烟气余热回收系统装置设备流程如下：

1）在原烟道上（在余热锅炉入口后）设置烟道闸板，在旁路烟道（余热锅炉入口前、引风机出口后）分别设置旁路闸板。

2）操作：

①、如有脱硝、脱硫：

关闭主烟道闸板阀，高温烟气沿经旁路烟道依次进入“热管余热回收系统装置设备Ⅰ”，经热量回收降至300℃，进入脱硝，脱硝后再进入“热管余热回收系统装置设备Ⅱ”将烟气温度降至180℃——160℃左右进入脱硫、除尘或烟囱排空。

②、无脱硝：

关闭主烟道闸板阀，高温烟气沿经旁路烟道依次进入“热管余热回收系统装置设备Ⅰ”，经热量回收降至190℃左右进入脱硫除尘或烟囱排空。

3、系统主要功能：

常温工业软化水通过水泵经过热力除氧、进入热管余热回收系统装置设备的汽包里，高温的烟气进入热管余热锅炉的烟箱里，通过传导元件—热管，将吸收的烟气余热，传递到汽包里，使汽包里的软水加热、沸腾、蒸发。进入输汽系统（储汽缸、分汽缸），把一定压力的饱和蒸汽或过热蒸汽输送到不同岗位（发电、生产、生活等）。烟气通过烟囱抽力或引风机，将烟气排空或进入脱硝、脱硫除尘装置。

三、热管余热锅炉结构形式及作用。

热管余热锅炉结构形式，根据不同的烟气量和用处，它的的结构形式也不同。主要有如下三种形式。现分别介绍如下：

1、结构形式Ⅰ（图示—5）

图示—5 （卧式）热管余热锅炉的简图

此结构形式的热管余热锅炉主要应用于单台进入的烟气量在≤50000Nm3/h 以内、表压力在0.8Mpa，烟气走向为水平方向。

所产蒸汽主要用于：雾化重油、吹扫烟道（煤气发生炉）、烘干物料（碎玻璃、原料等）、生活用汽（供暖、洗澡、空调）。

该系统余热锅炉主要由：（1）压力容器（蒸汽聚集器-汽包），在其中产生蒸汽；（2）传热元件（热管），吸收流经烟箱中的烟气余热、将热量传递给压力容器中的软水，使其汽化、蒸发；（3）烟箱，它包裹着热管管束，和热源进出口连接，并设有吹灰、清灰、除尘装置（根据用户需要配置），和控制仪表等组成。

2、结构形式Ⅱ（图示—6）

图示—6（卧式分离）热管余热锅炉的简图

此结构形式的热管余热锅炉主要应用于单台进入烟气量在≥50000Nm3/h 以上，烟气走向为水平走向。如浮法玻璃企业、焦化企业、水泥企业。

该结构形式的余热锅炉主要是和余热发电系统、脱硝、脱硫系统配套使用。所产过热蒸汽主要供发电使用，发电后的背压蒸汽用于：雾化重油、吹扫烟道（煤气发生炉）、烘干物料、生活用汽（供暖、洗澡、空调）。烟温出口温度为180℃左右，进入除尘、脱硫。

该系统余热锅炉主要由以下装置组成：蒸汽过热器、软水预热器、蒸汽发生器、汽包、上升、下降管、外连管路和控制仪表、辅助支架等组成。

系统原理：工业软化水经过软水泵进入热力除氧器除氧，除氧水一部分由给水泵输入软水预热器预热后进入汽包，除氧水通过下降管进入蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成一定压力的（饱和—过热）蒸汽，一小部份蒸汽送至除氧器除氧，其余蒸汽送至总管进入发电系统装置，或其它用户。

3、结构形式Ⅲ（图示—7）

图示—7（U型立式）热管余热锅炉的简图

此结构形式的热管余热锅炉主要应用于单台进入烟气量在≥50000Nm3/h 以上，烟气走向为“U”型方向，也可水平走向。如浮法玻璃企业、焦化企业、水泥企业。

该结构形式的余热锅炉主要是和脱硝、脱硫系统配套使用。高温烟气（450℃~500℃）经“Ⅰ”号余热锅炉将温度降至300℃，进入脱硝装置，脱硝后的烟气温度（285℃）进入“Ⅱ”号余热锅炉，烟气温度降至180℃进入脱硫、除尘装置。

根据所产蒸汽量的多少：具备发电条件，可发电，不具备条件的可用于、雾化重油、吹扫烟

道（煤气发生炉）、烘干物料、生活用汽（供暖、洗澡、空调）等。

该系统余热锅炉主要由以下装置组成：蒸汽过热器、软水预热器、蒸汽发生器、汽包、上升、下降管、外连管路和控制仪表、辅助支架等组成。

系统原理：工业软化水经过软水泵进入热力除氧器除氧，除氧水一部分由给水泵输入软水预热器预热后进入汽包，除氧水通过下降管进入蒸汽发生器，水吸收热量变成饱和水，饱和水再经上升管进入汽包，在汽包里进行水汽分离，形成一定压力的（饱和—过热）蒸汽，一小部份蒸汽送至除氧器除氧，其余蒸汽送至总管进入使用区域。

四、《QSR/BL-00-00/S型（系列）汽-水两用热管余热回收器》在高效节能型窑炉的应用

高效节能型窑炉，它的烟气排放温度有的低于240℃，有的只有220℃。有的企业认为烟气温度低，没有回收价值，就直接排放到大气中。如果是需要在冬季取暖的企业，他们只好购置燃煤锅炉进行供暖。一个供暖期（如北京地区、3000m2左右），耗标煤约在142.8吨左右，费用也得在24万元以上。如回收了这部分余热，即可减少碳排放97.104吨，减少二氧化碳排放297.89吨。又可节约费用24万元左右。还可获得政府“节能减排”奖励基金约在4.3万元，合计约28.3万元。头一年项目投资费用基本够用还有结余，以后是每年可节约费用在28万元。即有社会效益又有经济效益。如果这部分余热能否回收利用取得较好的经济效果，那主要取决于企业用户采用何种方法。

目前有的企业采用蒸汽余热锅炉方法，用蒸汽换热成热水加以利用。因蒸汽余热锅炉所产的的饱和蒸汽的焓值是较大的，因此需要的热值也较多，因节能型高效窑炉的烟道温度较低，余热锅炉的出口温度要高于饱和蒸汽温度40~50℃，所以余热量有限，因此所产蒸汽量较少，用蒸汽转化热水流量也相对较少，余热使用受到限制。

根据市场要求，我们推出了《QSR/BL-00-00/S型（系列）汽-水两用热管余热回收器》介绍如下：

1、概述：

《QSR/BL-00-00/S型（系列）汽-水两用热管余热回收器》是针对高效节能型工业窑炉烟道废气余热温度低（220℃左右）的回收利用,设计制作的余热回收设备。特别适用于：烟道温度低，融化燃料是“天然气”还需要冬季取暖的北方地区的玻璃企业。

此型号余热回收装置，它的功能为加热软水产出90—100℃左右高温热水，经管式或板式换热器来加热普通水，供生产、生活使用（供暖、洗澡等）。还可以根据需要，设备可以进行功能转换，产出一定压力少量的饱和蒸汽，供使用。即“一机两用”。