燃气锅炉烟气余热回收利用技术

燃气锅炉烟气余热回收利用技术

发表时间：2018-09-18T20:51:04.930Z 来源：《基层建设》2018年第26期作者：李杨

[导读] 摘要：随着能源价格的日益增长，以及环境污染的日趋严重，对燃气锅炉烟气余热进行回收已经成了一个越来越重要的话题，燃气锅炉烟气的余热回收技术是一种进行余热回收和热量再次利用的设计，这是针对锅炉尾部烟气的余热而实施的。

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摘要：随着能源价格的日益增长，以及环境污染的日趋严重，对燃气锅炉烟气余热进行回收已经成了一个越来越重要的话题，燃气锅炉烟气的余热回收技术是一种进行余热回收和热量再次利用的设计，这是针对锅炉尾部烟气的余热而实施的。本文对锅炉烟气余热回收方式以及回收装置进行简单介绍，并对烟气余热回收技术进行了节能意义及经济效益评估，希望为该项工作的开展提供参考。

关键词：燃气锅炉烟气；余热回收；热泵技术应用

燃气锅炉是工业生产中经常被运用的设备，燃气的燃烧会产生余热，余热是二次能源利用的一种。锅炉的烟气排放是造成热能动力损耗的原因，而且直排烟气还会造成环境污染。另一方面，如果不进行处理，锅炉排烟的温度远远超过100℃，造成烟气“白烟”。如何积极的利用锅炉燃烧中产生的余热进行二次投入，对于提高锅炉的各项效率减少污染的排放率尤其重要。同时烟气余热回收满足日益严格的环保“消白烟”要求。

1、锅炉烟气余热回收技术利用

1.1锅炉烟气余热回收利用的难点及解决方法

对锅炉的烟气余热进行回收的实际应用当中，存在一定程度的障碍，如果采用常规的换热器，一旦排烟温度比较低，则会导致锅炉尾部受热面中的烟气和工制存在着温差传热减小的趋势，导致传热面积被增大，由于布置的管道多而密，局限在有限的空间之内，会造成烟气流阻力大，以及金属消耗和动力消耗比较大，导致设备初期的投资大幅度增加[1]。同时由于燃气锅炉节能器后烟气温度本身不高，进行回收困难。

热泵式烟气回收技术是这几年新兴的技术，很多地方环保局鼓励企业进行热泵烟气余热回收的技术改造。烟气冷凝热回收原理是在燃气锅炉之后设置烟气冷凝热换热器，利用锅炉尾部的低温烟气的余热进行低温换热（在锅炉回水温度70℃时，锅炉的排烟温度从约90℃降低到40℃以下；在锅炉回水温度60℃时，锅炉的排烟温度从约90℃降低到30℃以下），通过系统循环水，置换出烟气的低温余热，同时，采用吸收式热泵技术吸收循环水的热量，转化为低温热水，通过补燃天然气进一步将锅炉回水加热到目标温度。锅炉排放烟气经冷凝热回收后烟气温度降低，烟气中的水份凝结后回收，因此，本系统对于节能、节水、提高系统的综合利用效率都有重要意义。

1.2热泵式烟气余热回收装置的结构与应用介绍

热泵烟气余热回收系统由吸收式热泵、接触式换热塔和循环水泵组成。接触式换热塔负责将烟气中的余热转移至水中，吸收式热泵负责将循环水中的余热转移至高温热水中。通过这两个步骤，烟气低温余热便可转移至高温热水中。

接触式换热塔是烟气与水换热的设备，换热塔中布满填料，循环水自上喷淋，烟气自下而上流动，烟气和水直接接触换热。换热过程中，烟气的温度下降至30℃，热量转移至循环水中，烟气中的水蒸气和酸性可溶物也同时混入循环水中。通过水质在线管理，可以保证循环水水质满足热泵的使用要求。

吸收式热泵是一种可以将低温热量转移至高温热源中的设备。其原理为，以溴化锂浓溶液为吸收剂，水为蒸发剂，利用水在低压真空状态下低沸点沸腾的特性，提取低位余热源的热量，通过吸收剂回收热量并转换制取工艺性或供暖用的热水。

1.3烟气余热同收方式对比

传统的烟气余热回收可通过节能器及空气预热器进行余热回收。空预器技术通过空气提高进入锅炉的温度来实现用加热空气燃烧用进行，通过排烟温度的降提高炉膛温度的降低，节能器通过提高热网回水全部或部分温度来降低烟气温度。举例某供热锅炉，两种回收余热排烟方式均被利用，烟气余温40-50摄氏度。冬季时仍有明显白烟冒出。

和传统方式相比，热泵烟气余热回收系统存在独特的技术优势。

1.4烟气余热同收方式对比经济效益

以某热源厂2*29MW燃气热水锅炉为例：

天然气热值10kwh/Nm3 气价3.05元/ Nm3

每年采暖时长3000小时电价0.81元/kwh

采暖年平均负荷率 50% 采暖回水温度对余热回收影响系数0.75

锅炉排烟温度150℃余热回收后的排烟温度30℃

锅炉热效率 91% 直燃吸收式热泵效率170%

29MW燃气锅炉的排烟量约 40000 m3/h，

150℃烟气密度0.85kg/ m3，焓值479.9KJ/kg

30℃烟气焓值105 KJ/kg，

每台锅炉可回收的烟气热量

40000×0.85×（479.9－105）×0.5×0.75＝4.77GJ/h

五台锅炉每个采暖季回收的热量

4.77×3000×2=28620GJ

折合锅炉耗气量：28620×278÷10÷0.91＝87.2万Nm3

价值：87.2×3.05＝265万元

系统每年运行增加的电费：8万元

系统每年维修保养费 12万元，人工费 12万元

系统每年的经济效益 265－32＝233万元（不含非采暖季收益）

由此可见，烟气余热回收的经济效益非常明显。而且根据以往经验，非常适合供热企业采用合同能源管理的形式进行招投标施工。

结语：

燃气锅炉被广泛的应用于工业生产中，但是由于燃气价格的高昂，燃烧后产生的烟气余热就有了大量的回收价值。因此积极开展锅炉的节能改造，能够降低锅炉运行的能耗，同时也可以对排放烟气中的污染物实现回收，对绿色生态的建设起到积极推进作用。

参考文献：

[1]王迅，李宇曦，李想，等.电厂燃煤锅炉烟气余热回收的优化利用[J].燃烧科学与技术，2018，（1）：15-20.

[2]王海龙.燃气供热锅炉房烟气余热高效利用实例分析[J].煤气与热力，2018，（3）：11-15.