锅炉烟气余热深度利用及减排技术的研究
关于烟气余热利用新方案设计计算
4. 假设条件 1） 、不考虑烟气中灰尘所含热量。 2） 、不考虑酸露凝结时的放热。 3） 、涉及简单传热计算时，假设空气、烟气的热物理性质为常数。 4） 、不考虑换热器、管路散热损失。 5. 计算过程
请参考计算表格 实际运行中，烟气出空气预热器温度在 120~150 度，烟气进空气预热器温度在 340~370 度，空气进空气预热器温度在 20 度左 右时，出空气预热器的温度在 310~340 度。经计算，空气预热器中烟气的热容量大约是空气的 1.35 倍。 很显然，1.利用烟气余热加热空气的方式，由于空气热容量小于烟气，很难将空气进锅炉的温度再进一步升高，所以所获得的 收益甚微。2.直接利用烟气加热凝结水，由于烟气的温度已经较低，进入热力系统后大部分热量仍将以冷源损失掉，所以所获收益 也不明显。 通过详细考察空气、烟气的热容量，为了深度利用烟气余热，并将余热发挥出最大节能效果，采取如下措施：将烟气低温部分 回收来热量加热空气，由于空气温度升高，进入空气预热器后所消耗的高温部分烟气热量将减少。由此，将节省下来的空气预热器 内温度较高的烟气热量用于回热系统。 我们将烟气温降分为以下三个温度段：350~254 度，220~140 度，113~65 度，空气温升也分为三个阶段：190~320 度，80~190 度，20~80 度，对应于烟气三个温降温度段。烟气温降中的 254~220 度、140~113 度，即为我们从中获取的热量段，将两温度段热 量分别加热给水取代部分 2#高加抽气和加热凝结水取代部分 6#低加抽气。
Pn hn
①
Pr8 h8
锅炉尾部受热面
⑤
Pr6 h6
②
Pr5 h5 t5 t4 Pr4 h4 t3 ts4 P=0.824 t=172 t=132 Pr3 h3 t2 ts3 t=104 ts2 Pr2 h2 t1 ts1 tsf6 Pr1 h1
燃气锅炉烟气余热回收技术方案
结论：可回收≥15%的热量，热效率提高≥ 17%
2
锅炉理论效率与排烟温度的关系
露点温度
结论：1、烟气温度降至60℃时，锅炉热效率可提高3~6%； 2、烟气温度再降至30℃以下时，热效率再提高8~10%。
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二、小型烟气全热回收系统
同为小型燃气锅炉烟气全热回收节能产品，系 统热效率提高15~17%以上。该系统采用气液换热 冷凝器和热泵余热回收专利技术，将烟气温度降到 25℃以下，回收燃气锅炉烟气中的显热和潜热，用 于供暖、供应卫生热水或其它工艺生产应用，实现了 烟气全热（显热和潜热）的回收利用。 该系统适用于5 t/h及以上的燃气热水/蒸汽锅炉。
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低温端5~10℃温差
气液冷凝换热原理：
冷凝式气液板壳采用不对称结 构、强制换热流程通道的板壳 式换热器，换热器两侧流体通 道截面积相差近10倍。其中大 截面积通道用于通过体积流量 大的气体，来降低气体的压力 损失。小截面积通道用于通过 体积流量小的液体，来确保液 体换热所需的流速。 具有低成本、低阻力、高效率 实现尾气利用的特点。
4
系统解决方案
其工作原理为：燃气锅炉的 高温烟气与低温采暖回水或卫生
50℃
热水在换热器中换热降温，回收
烟气显热，然后由引风机导流进 入冷凝器，在冷凝器中与水源热 泵循环水进行进一步换热，回收 烟气潜热。采暖回水或卫生热水 经过高温烟气和热泵加热后，温 度提升，进入原热系统。实现烟
气余热到中温热水的转移，锅炉
燃气锅炉 烟气余热回收技术方案
湖南同为节能科技有限公司
HuNan TOWNS Energy Technology CO.,LTD
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一、燃气锅炉烟气节能分析
近年来，中大型燃气热水锅炉和天然气热电厂在集中供 暖地区作为供热热源得到大量的应用，同时小型燃气锅炉在人 民的生产生活中已经得到大量应用。 这些锅炉的热效率一般小于0.9，其热量损失最大的途径 就是排烟。大量的烟气冷凝热由于采暖回水温度高的原因都未 能得到回收而被白白的排放浪费；并且在冬季排放大量的“白 烟”，影响环境和美观。
天然气烟气余热回收技术分析综述
天然气烟气余热回收技术分析综述北京华源泰盟节能设备有限公司乔宇天然气供热方式最大的能耗损失是烟气排放的热量。
天然气燃烧后，烟气中含有大量的水蒸气,如果把排烟温度从90T降到0%,回收烟气中水蒸气的热量，天然气利用效率可以提升15%~20%。
"煤改气”作为京津冀地区治霾手段的应用，使得地区空气质量得到改善，但同时天然气作为供热燃料，其消耗量也大幅提高。
然而，与燃煤相比，天然气价格高且资源储备量小，燃烧后仍然有NOx 排放。
因此，进一步提高天然气的供热效率、降低NOx排放，用好天然气烟气余热回收技术是高效清洁供热的关键。
近年来，国内外对天然气烟气余热利用进行了大量研究，主要包括以下几类方法。
第一类方法是直接用热网回水或者冷空气回收烟气余热。
利用热网回水回收烟气余热，一般热网回水温度在50T左右，排烟温度不可能低于热网的回水温度，难以深度回收烟气潜热，这种方式还存在着传热面积大、酸性腐蚀等问题。
利用空气回收烟气余热的问题是空气侧没有发生相变，比热只有lkJ/(kg•K)左右，烟气进入冷凝段比热在5kJ/ (kg•K)〜6kJ/(kg•K)左右，两侧的热容不匹配，空气温升很大，烟气温度仍难以降低。
为了将排烟温度降得更低,可先让烟气与热网回水换热，再与空气换热。
这种组合方式可以较多回收烟气余热，但提高幅度有限。
综上所述，烟气排烟温度难以降低的原因是缺乏合理的冷媒与烟气换热。
在这类方法中，采用的冷凝换热器通常是间壁式换热器。
这部分的研究包括换热机理及模型研究、模拟和实验研究、换热器形式及优化、系统方案及经济性分析等。
然而，间壁式换热器存在金属换热面易腐蚀问题，并难以解决。
K.Finney等研究指出，为了减轻腐蚀，经过处理的换热器热阻会变大，导致面积和体积增大，成本提高。
第二类方法是利用热泵制造低温冷媒进行烟气余热回收。
专利提出利用吸收式热泵进行烟气余中国供热制冷官网17热回收，以高温烟气做驱动，从烟道尾部回收烟气 余热作为热泵的低位热源。
电厂余热资源的有效利用
电厂余热资源的有效利用摘要：燃气发电机组包括燃气轮机、余热锅炉、汽轮机等，用以产生高温高压蒸汽的热锅炉驱动汽轮机发电。
然而，在能量的级联利用方面，余热的进一步利用还有很大的空间。
如汽轮机排汽余热的综合利用和锅炉烟气余热的回收利用。
关键词：发电厂；燃气锅炉；热能利用率导言随着能源供应的日益紧张，节能降耗、提高能源利用率越来越受到人们的重视。
只有约30%～35%的燃气热能转化为电能，约30%与废气一起排放，35%～40%通过发动机本体消散，由冷却水循环带走。
由于发电机组产生的废气所产生的热量几乎等于发电机组的有用功，因此可以利用燃气燃烧后排出的废气所产生的热量，废热利用装置可转为废热利用。
1电站锅炉余热资源气利用情况1.1减少热损失火电厂锅炉热损失是指由于热转换引起的不可逆的能量形式问题。
烟囱热是降低热损失的有效途径。
电站锅炉的实施应根据实际需要提供质、量的能源供应，减少不可逆转换造成的能量损失，保证电站锅炉运行的质量要求。
产生热能转换的原因是：锅炉在有效出力状态下产生的热能损失。
排热损失占热损失的比例最大，占15%；化学完全燃烧损失，占热损失的5%；机械不完全燃烧损失，占热损失的3%；散热损失最小，约占1%。
烟气余热减少了热损失，实现了能量循环，提高了电站锅炉的经济效益。
1.2能源系统应用烟气总能量系统取决于烟气余热容量、能量比、科学比以及动能、热能和势能的转换。
从热、经济、环保综合考虑，提高锅炉设备的能源利用率，实现能源循环利用，最大限度地发挥能源价值，减少能源的过度浪费。
避免废气排放，缓解“烟雾”的生态问题。
烟气余热的开发利用，采用科学的能量回收预测方法。
选用具有废气净化处理功能的设备，提高资源化利用效率。
2电厂余热资源余热利用技术2.1锅炉烟气余热回收利用然气烃含量较高，燃烧时会产生大量的水蒸气。
水蒸气中含有大量的气化潜热。
这部分热量可达到天然气低热值的10%～11%，目前难以充分利用。
一方面，由于天然气中含有硫，燃烧后会产生微量的硫化物，为防止锅炉终冷系统等设备腐蚀产生的烟气中硫化物沉淀。
焦化(煤化工)行业焦炉煤气七大综合利用节能技术解析
焦化（煤化工）行业焦炉煤气七大综合利用节能技术解析目录一、总则 (3)二、焦炉煤气用作气体燃料 (3)三、利用焦炉煤气发电 (4)1、蒸汽发电，热电联产供热与发电兼用： (4)2、焦炉煤气用于燃气轮机发电： (5)3、燃气——蒸汽联合循环发电技术（CCPP）： (5)4、用煤气内燃机带动发电机发电： (5)四、利用焦炉煤气制氢 (6)五、焦炉煤气用于生产直接还原铁 (7)六、焦炉煤气用于高炉喷吹炼铁 (7)七、焦炉煤气作为化工原料生产合成气 (8)1、焦炉煤气制合成氨——尿素 (8)2、焦炉煤气生产甲醇 (8)3、焦炉煤气提取或合成天然气 (9)八、焦炉煤气直接生产合成气 (9)一、总则焦炉煤气除部分返回焦炉加热外，剩余主要作为城市煤气，还有相当数量的焦炉煤气会通过火炬燃烧放空。
据估计每年约有350×108m3以上的焦炉煤气未被有效利用而付之一炬，这不仅造成环境污染，还浪费了大量能源。
根据焦炉煤气的特点（含氢量高），我国焦化行业应进一步开发出符合企业特点的应用技术，进而实现煤气资源的优化开发利用，增加焦炉煤气的利用价值，增强炼焦行业的整体竞争力。
焦炉煤气利用程度不断提高，在开发利用技术方面进行了一系列探索，本文总结出七种常用的焦炉煤气综合利用节能技术。
二、焦炉煤气用作气体燃料焦炉煤气是优质的中热值气体燃料，其热值为17兆焦~19兆焦/标准立方米，煤气的主要成分（体积百分比）为氢55％~60％、甲烷23％~27%、一氧化碳5％~8％，含两个以上的碳原子的不饱和烃2％~4％，以及少量的二氧化碳、氮、氧等。
由于我国油气资源缺乏，为解决大中城市民用燃气紧张的问题，20世纪80年代焦炉煤气曾一度广泛应用于民用燃气领城。
目前，在天然气还没有通达而焦化行业有一定基础的地区，焦炉煤气仍是民用煤气和其他工业生产的主要气体燃料提供者。
如将焦炉煤气用作陶瓷厂窑炉的加热燃料，生产出优质的陶瓷制品。
此外，焦炉煤气还可用作水泥和玻璃等工业生产的燃料。
烟气余热深度回收方案及成本最优模型分析
烟气余热深度回收方案及成本最优模型分析王加龙;吴静怡【摘要】将180℃以下的烟气余热的回收利用称为烟气余热的深度回收,分析了深度回收过程中烟气的热力学特性；提出了三种利用模式并分析了不同模式的特点；针对分流模式建立了数学模型并对结果进行了分析.烟气余热深度回收与常规余热回收在热力学特性上有明显区别,转折点Tco的存在使得直流模式的出水温度受到限制；分流模式有利于克服转折点引起的出水温度过低的问题,分流系数可根据实际热水温度需求及成本来确定:成本比高于下限值时可以找到最优分流系数使成本最低,成本比低于下限值时应该根据温度要求尽量降低分流系数以减少成本.%Recover y of waste heat from flue gas under 180℃ was named as deep recovery in this paper, and thermodynamics characteristics of this process were analyzed. Three recovery modes were proposed and some characteristics of them were also discussed. Especially, a mathematical model was built for split-flow pattern and the result obtained was discussed. There is obvious difference at the thermodynamics characteristics of recovery of waste heat in flue gas for deep and normal recovery, and exist of turn point Tco leads to a constriction for outlet temperature of hot water of single-flow pattern. Split-flow pattern can overcome this limit caused by the turn point, and split-flow ratio x can be determined from temperature of demand hot water and total cost. When cost ratio is higher than a low limit value, optimum split-flow ratio can be found to get the lowest total cost; while the cost ratio is lower than the value, split-flow ratio should be as small as possible to reduce total cost.When outlet water temperature of optimum result is lower than requirement, split-flow ratio should be improved or adjusted to reach demand value.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2012(063)005【总页数】7页(P1529-1535)【关键词】烟气;余热;冷凝;分流【作者】王加龙;吴静怡【作者单位】上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240;上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK11+5常规的烟气余热回收方式是通过余热锅炉换热产生热水或蒸汽，最后烟气以180℃的温度排放。
电站锅炉深度降低排烟温度的理论分析与计算
汽轮机 的凝结 水 ， 排 烟温 度 大 幅度 降低 至 ８ ９ 将 ５～ ０ ℃， 以最 大 限度 回收低 品位烟 气余热 用 于发 电 ， 现 实
深度 节能 。 目前 ， 内已有 １ 国 Ｏ余 台锅炉进 行 了深度 节 能的工 程实践 。对 于利 用 汽轮机 凝结水 降 低排 烟 温度 ， 不少 业 内人 士 尚有 疑虑 甚 至 误 解 。就 深 度节 能技 术本 身而 言 ， 也有 一 些 迫 切 需要 解 决 的理 论 和 技术难 题 ， 例如 ： 如何 掌握 深度 节能 与烟 囱防腐 的内 在关 联 、 汽轮机额 外 冷 源 损 失 在深 度 节 能 系 统 中 的
增 加 。传统 的节 能理念 是把 设计 排烟 温度作 为 节能
不仅局限于烟气余热回收 ， 在做技改方案论证时， 其 对 环境 保护 、 囱安 全 运行 所 带 来 的 巨大 间 接效 益 烟
也 应计算 在 内 。
改造 的 目标值 ， 把 排 烟温 度 的运 行值 与设 计 值 之 而 间的温 差值作 为 可 资 利 用 的余 热 资 源 。一 般 而 言 ， 这个 资 源并不 太 大 ， 回收 排 烟 余 热技 术 与 电站 锅 当 炉 的脱硫 系统 相结 合 时 ， 烟 的余 热 资源 就 被 扩 大 排
的水 蒸气 分压 ） 高 ， 气 露点 越 高 。 因此 ， 少 原 越 烟 减 烟气 的 喷水量 可 以大大 降低 烟气露 点 。烟气 中喷水 量 与喷水 前烟 温 （ 烟 温度 ） 关 系见 表 １ 表 １的 排 的 （ 数值 与机 组 容 量 无 关 ） 由表 １可 以 看 出 ， 。 随着 喷
基于9E燃气-蒸汽联合循环发电机组的烟气余热利用系统
第35卷第2期2022年6月Vol.35No.2Jun.,2022《燃气轮机技术》GAS TURBINE TECHNOLOGY基于9E燃气•蒸汽联合循环发电机组的烟气余热利用系统唐寅，王子睿，郑震，宗吉琪,何朝荣（华能南京燃机发电有限公司，南京210034）摘要:基于燃气-蒸汽联合循环发电机组提岀了回收余热锅炉尾部烟气余热对天然气进行加热的方案,提高了系统效率，同时大量回收了水资源,对于燃气-蒸汽联合循环发电系统的优化具有重要参考价值。
以某容量为200MW的9E燃气-蒸汽联合循环发电机组为例，对应用该方案下的系统流程、参数进行设计，对热经济性及水回收效益进行了计算,并与已有电加热和抽汽加热方案进行对比，结果表明：应用烟气余热回收加热天然气方案可有效回收烟气余热1.3MW,水回收1.9t/h,水回收率100%，余热锅炉效率提升0.57%，与电加热方案相比全年可节省453.6万元,与抽汽加热方案相比可节省273.6万元。
关键词:燃气轮机;天然气;余热利用;热经济性分析;水回收中图分类号:TK472文献标志码:A文章编号：1009-2889（2022）02-0047-04随着近年来国际社会的能源清洁和环境保护要求的日益提高，我国作为能源消耗大国从经济、政策等各方面对能源利用提出更高的要求，以燃烧煤炭作为电力生产主体的现状正被不断改善。
在一次能源中，天然气绿色环保且储量丰富，近年来随着天然气新增储量的不断提高，燃气发电也得到快速发展。
2019年，我国燃气发电量为2325亿kW-h,较2018年提高7.89%；燃气轮机装机容量为9024万kW,较2018年提高7.74%［1］。
我国现有燃气发电主要以燃气-蒸汽联合循环机组为主体，通过将燃气轮机与蒸汽轮机相结合，其联合系统的能量转换效率高，通常都达到55%以上［2］。
其中,余热锅炉作为连接燃气轮机和蒸汽轮机的关键设备，许多学者对余热锅炉进行了深入研究［3-5］,包括：建立汽水系统分析模型，对余热锅炉汽水系统进行分析，以优化各蒸汽压力来提高发电功率［6-7］;利用能量平衡原理对影响联合循环热效率的诸多因素进行计算，以分析炯损的方式对性能提升空间进行研究［8］;也有学者对联合循环中余热锅炉及蒸汽轮机变工况运行进行研究,以提高联合循环整体性能［9-10］。
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锅炉烟气余热深度利用及减排技术的研究
随着工业化的不断发展，锅炉烟气排放对环境造成的影响日益严重。在工业生产过程
中，锅炉烟气中包含大量热能和有害气体，对环境造成了严重的污染。为了更好地保护环
境资源，提高能源利用效率，开展锅炉烟气余热深度利用及减排技术的研究变得尤为重
要。
一、烟气余热深度利用技术
1. 余热回收装置
烟气余热是燃烧过程中产生的热量，通常被释放到大气中，造成能源浪费。余热回收
技术是目前非常重要的一项技术。通过余热回收装置可以有效地收集烟气中的余热，并转
化为热水、蒸汽和热风等能源形式，再利用在生产生活中，从而提高能源利用效率，降低
生产成本。
2. 烟气余热发电技术
利用余热发电技术将烟气余热转化为电能是一种比较有效的利用方式。通过余热发电
技术，可以将烟气中的余热通过热交换器转化为蒸汽，再驱动汽轮机产生电能。这种技术
不仅能够实现烟气余热的深度利用，还能够减少二氧化碳等有害气体的排放，对于提高工
业生产的清洁生产水平具有重要意义。
3. 余热利用在生活领域中的应用
除了工业生产，烟气余热还可以在生活领域得到广泛的应用。利用余热对供暖进行加
热、热水器加热等，都是常见的利用方式。这些利用方式不仅提高了能源利用效率，降低
了生活成本，还降低了碳排放量，对于环保意义重大。
二、烟气减排技术
1. 烟气脱硫技术
在燃煤锅炉的烟气中，含有大量的二氧化硫等有害气体，对环境造成了严重的污染。
为了减少烟气中的二氧化硫排放量，可以使用烟气脱硫技术。烟气脱硫技术通过在烟气中
喷洒乳化液或碱液，将二氧化硫转化为硫酸盐，然后与烟气一同被除尘设备捕集下来，从
而减少对大气的污染。
燃煤锅炉烟气中还包含大量的氮氧化物，对环境造成了严重危害。烟气脱硝技术可以
有效地将烟气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水。通过在锅炉燃烧过程中加入适量的氨
水或尿素溶液，可以将氮氧化物还原成氮气，大大减少对环境的污染。
锅炉烟气余热深度利用及减排技术的研究对于提高工业生产的清洁生产水平、实现节
能减排具有重要意义。通过开展相关技术的研究和应用，能够有效地提高能源利用效率，
降低生产成本，减少环境污染，推动工业生产向高质量、高效益、低能耗、低排放的方向
发展。希望在未来的工作中，能够进一步加大技术研究力度，推动锅炉烟气余热深度利用
及减排技术在工业生产中的应用，为促进经济社会可持续发展作出更大的贡献。