燃气锅炉烟气余热利用的途径及技术要点概述

燃气锅炉烟气余热

利用的途径及技术要点

燃气锅炉排出的烟气中含有大量余热，目前的燃气锅炉都安装有烟气余热回收装置，但一般都是利用锅炉回水与烟气进行热交换，只回收了烟气中的部分显热。因燃气锅炉烟气中水蒸汽占比较大，且水蒸汽的汽化潜热较大，人们为了提高燃气的利用率，把目光投向了烟气冷凝潜热回收技术。

本文通过对燃气锅炉烟气的特点进行分析，结合烟气余热回收装置的方式，明确烟气余热回收的技术思路，对锅炉房的节能降耗，降低运行成本提供一些参考。

一、烟气组成及热能分析

烟气中烟气温度变化所引起的热量转移为显热，水蒸汽所含的汽化潜热为潜热，也就是水在发生相变时，所释放或吸收的热量。烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%左右，潜热可占天然气的低位发热量的10.97%左右。

从此数据可以看出，潜热占排烟热损失的比重是很大的。而利用潜热，必须要把烟气温度降低到水蒸汽露点温度以下，使烟气中的水分由气态变为液态，从而释放烟气潜热，才能实现。

二、烟气中水蒸汽露点温度的确定

烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%之间，露点温度一般为

54-60oC之间。如天然气中含有H2S，烟气中还会有SO X。SO X会与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的酸露点温度要比水露点温度要高。所以会使烟气中水蒸汽露点提高。一般烟气中含量愈多，酸露点温度愈高。由于酸露点温度计算复杂且实际烟气组分变化较大，所以在实际应用中采用酸露点分析仪实测一定工况下的酸露点温度。一般烟气SO X含量在0.03%左右时，露点温度可按58-62oC左右估算。

当烟气温度低于露点温度时，烟气中水蒸汽开始凝结，烟温低于露点温度愈大，水蒸汽的凝结率也愈大。凝结率愈大，潜热回收比例也愈大。所以为提高烟气余热回收效率，与烟气进行换热的冷媒温度低于露点温度多些，才能确实做到冷凝换热。按表1估算，烟气余热回收装置的出口烟温一般低于露点温度20-30oC，才可使水蒸汽凝结率达到70-80%。

三、烟气余热利用方式

锅炉排出的烟气经过与冷媒的换热，实现烟气余热的回收。但烟气余热属于低位热能，所以它的利用方式就有一定的限制，首先冷媒温度足够低，其次冷媒循环量足够大，可吸收烟气大部分余热，且热量能被有效利用。下面，我们对几类余热换热及利用方式进行一些分析。

1、烟气/供热系统回水。利用供热系统循环水与烟气进行热交换，把烟气余热直接进入供热系统的循环水，实现余热回收。但此种方式受到系统回水温度的限制，不可能使烟温降的更低。一般来说，供热系统的一次供回水设计温度为130/70oC，实际运行系统回水也有55-60oC，所以烟气温度也只能降到70oC左右，它只能回收烟气中的显热。可回收烟气显热的50-60%左右，可提锅炉高热效率3-5%。

2、烟气/冷空气。燃烧系统供风一般都取自室外，在燃气锅炉的燃烧机送风系统上加装空予器，使烟气与冷空气进行换热，可以提高送风温度，改善燃气燃烧工况，提高炉膛温度，对锅炉各受热面的传热是有利的。冷空气一般按室外平均计算温度（-5.3oC）估算。虽然冷空气的温度很低，但由于空气热容较小，且空气量受天然气燃烧理论空气量限制，它所能吸收的热量是有限的。如燃烧每立米天然气约需空气9.6 m3，空气的定压热容1.29KJ/ m3.oC，把9.6 m3空气温度提高到30 oC左右,所需热量为404 KJ。仅占烟气潜热的12%。

此种方式可与第一种方式结合应用，在锅炉回水冷却烟气后，使烟气温度降低到70 oC左右,然后再利用冷空气与烟气换热，把烟气温度再降低到50 oC左右。此种方式最为简单易行，只需安装烟气换热器，不需增加动力设备。是一种投资最小的组合方式。

3、烟气/厂房供热系统回水。我们可把锅炉房厂房供热系统做成一个单独的系统，以烟气作为热源，通过换热装置与烟气进行换热，采用直供方式为厂房供热，系统供回水温度可为75/50oC 左右。烟气温度可降到50oC左右，但此种方式烟气中水蒸汽凝结率不高，潜热未被充分利用。但显热已大部被利用（约2/3）。此种方式的好处是节能效果明显直观，易于人们接受。不足之处是如锅炉房厂房供热系统较小，不能充分利用烟气余热。

4、烟气/生活热水。生活热水的供水温度一般为40oC左右，进水一般为10oC左右，但此种方式的不足点是生活热水负荷与供热负荷不同步，造成烟气中余热不能被连续、稳定的吸收利用。不适合大型锅炉房且生活热水负荷较小的情况下应用。

与此种方式类似，也可用供热系统补水吸收烟气余热，但在系统补水量较小，而锅炉房容量较大的情况下，系统补水不能全部利用烟气余热。

5、烟气/吸收式热泵系统

吸收式热泵系统从原理上来说就是一套制冷机组，由驱动动力驱动制冷剂进行制冷循环，在制冷循环的蒸发端（吸热）通过一个独立的冷水循环与烟道上的烟冷器进行热交换，以吸收烟气

中的热量。在制冷循环的冷凝端（放热）与供热水循环系统或其它冷媒进行热交换，以释放烟气中的热量。

吸收式热泵系统基本由制冷机组、蒸发端换热器、冷凝端换热器、冷水循环泵及管路系统、烟冷换热器组成，制冷机组需要有驱动动力（电或热源）驱动，冷水系统循环也需要动力。

制冷机组可使冷水系统的冷水出水温度达到5-20oC（具体温度可由系统参数确定），所以可使烟气温度降到很低，做到烟气余热的深度回收。

但吸收式热泵系统初始投资大，制冷循环的运行维护成本也较高，且因设备较多较复杂，对运行管理的要求也比较高。

最后，再谈几点在确定技术方案时需考虑的问题：

1、不管任何一种方案，都会在烟道上增加换热装置，都会增加烟道阻力，也就是说要增加鼓风机电耗，如烟气余热回收装置换热面积太大，烟气阻力增加太大，甚至需要更换鼓风机或增加引风机。

2、排烟温度不是越低越好，烟温越低，锅炉排烟阻力越大，消耗电能也越多。燃气锅炉烟囱高度一般较低，如烟温太低，也不利于烟气排出烟囱后的扩散，不利于锅炉房范围内的环境。

3、烟气换热器的腐蚀问题，烟气在温度降低后，存在液态水分，且因硫分的存在，此部分水为弱酸性。还有燃气燃烧时过量空气的存在，烟气中也含有氧气，与烟气及冷凝水接触的换热面会发生氧化、腐蚀。所以与烟气接触的换热面，最好选用耐低温

酸腐蚀的材料。

4、冷凝水的回收问题，1Nm3天然气完全燃烧后产生的烟气中含有约1.77kg的水分，采用烟气余热回收装置后，如按70%的凝结率计算，可产生1.23kg冷凝水。按一台29MW锅炉满负荷运行1小时计算，每小时可产生冷凝水3690kg冷凝水。占锅炉循环水量的0.9%左右。

但冷凝水中含有硫分，铁锈泥沙等悬浮物，需安装专门的水处理设备进行处理，才能作为系统补水回用。这就要看投资成本和运行成本的高低，再决定冷凝水是否回用。

综上所述，烟气余热利用有多种方式，烟气余热回收的效率、投资有高有底，对烟气余热回收的技术实施方案，我们应做综合的技术经济分析，只有在技术上可行，经济上效益显著，投入产出比比较高的情况下，才是一项切实可行的技术方案。

锅炉低温烟气余热回收

锅炉节能工程

烟气余热回收装置技术参数 烟气余热回收型号：JNQ-4 节能器进出水接口尺寸（热水锅炉）：DN125 节能器进出水接口尺寸（蒸汽锅炉）：DN50 烟气进/出口直径：可根据配套锅炉尺寸￠400 烟气侧阻力：≤50Pa 设备换热材料：耐高温，高频焊螺旋翅片管。 使用我公司节能器，可使烟温从150℃-220℃降到80℃-170℃左右，可使软化水箱循环 加热将锅炉给水从常温给水提高到50℃-80℃，从而使得锅炉效率6.8%以上。 实际节约的总热量由用户的用热情况及烟温可下降的幅度决定。 烟气余热回收装置结构介绍 我公司生产的烟气余热回收装置为整体组装式，安装方便，便于维修。翅片管外走烟气，管内走水，形成间壁式对流换热。 设计结构本身就考虑了水力的均匀分配。所配管束均为一样。实际的使用效果非常好！ 烟气侧管箱采用了碳钢材料制造，采用航天高级防腐涂料对与烟气接触部分进行了防腐处理。防腐涂料固化以后表面形成一层瓷釉，可以有效地防止弱酸的腐蚀。达到预期的使用寿命。 设备本身带有冷凝水排放装置，“烟气余热回收装置”最下部设置了冷凝水收集箱及排放口,及时将产生的冷凝水排出，排入下水系统.冷凝水为弱酸性，PH值实测为6左右，不

会对环境造成污染。冷凝水收集箱采用航天高级防腐涂料进行了防腐处理，耐腐蚀性强，使 用可靠。 烟气余热回收装置换热技术介绍 我公司生产的烟气余热回收装置是采用强化翅片换热管结构。整体组装，安装方便，便 于维修。采用强化传热技术，从而能够把烟气中的热量最大程度回收的节能装置。 换热技术说明： 利用换热翅片的特性，通过脱流涡界产生脉动气流，在翅片扩展面间隙中形成具有周期性特性的射流，使原来稳定流动的烟气产生有规律的周期性脉动，交替出现的脉动压力波使原来的层流变为强烈的紊流，受热面的冲刷变得更加剧烈，边界面减薄，气流混合充分，强化了烟气与换热面之间的传热；同时，脉动气体产生的烟气震动使冷凝液膜明显减薄，加快冷凝液滴的脱离速度，强化凝结换热。该强化扩展面传热技术可降低烟气侧的热阻，节省换热面。脉动压力波频率可以选择，通过合理设计，脉动气体产生的烟气振动不会与设备产生共振，运行稳定、安全可靠。换热技术特点： 1、应用范围广，可用于燃油、燃气锅炉、油田加热炉、余热锅炉、直燃机、燃气发电机，燃煤 锅炉低温余热回收（根据不同结构形式可布置在锅炉不同位置）等多种类型设备。气-气，气-汽，气-液等多种介质间传热。适用温度范围：50-300℃ 2、传热系数高，当量传热系数比普通换热器提高2倍以上 3、启动迅速、传热速度快，系统启动数秒就可将烟气温度降到低点，烟气中的水蒸汽迅速凝结 放热，节能效果显著 4、流动阻力小，扩展面为低翅结构，烟气流程短且与散热片同向流动 5、脉动气流及冷凝水可自动清灰和冲刷受热面，使受热面不易结灰垢，不易堵塞 6、结构紧凑，翅片扩展面强化换热，设备体积小，重量轻 7、降噪：独特的内部结构及翅片的扰流效果可以在一定范围内有效降低锅炉烟气排放的噪音 8、环保：烟气中水蒸气的凝结可以吸收烟气中的部分酸性气体，对烟气排放有一定的净化作用

燃气锅炉排烟余热分析

以煤炭作为主要燃料的工业锅炉仍占据着主导地位。随着天然气工业的迅速发展，以此种清洁能源为燃料的锅炉将会逐渐增多。与燃煤相比，燃烧天然气虽然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少，减轻了对环境的压力，但燃烧后产生的大量水蒸气随高温烟气排放到环境中，造成了能量的严重浪费。而采用冷凝式锅炉将高温烟气中的显热和潜热予以回收，可以达到充分利用能源降低运行成本的效果。 引言 冷凝式换热器就是增设在天然气锅炉尾部的余热回收装置，当烟气在通道内通过传热面，温度降至露点温度以下，从而使排烟中的水蒸气凝结释放潜热传递给回收工质，可以将排烟中大量的能量加以回收利用，从而达到节能环保的效果。随着制造工业的不断发展，各种新型高效的冷凝换热装置层出不穷，不论从结构还是实际余热回收效果来看都有了非常大的改进。 1 烟气的特性分析 天然气成分绝大部分为烃，燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高，分析表明，排烟中可利用的热能中，水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大。每1m3天然气燃烧后可以产生1. 55 kg水蒸气，具有可观的汽化潜热，大约为3 700 kJ/Nm3，占天然气的低位发热量的10%以上。传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。因此传统的天然气锅炉理论热效率一般只能达到95%左右，利用冷凝式换热器只要把

烟气温度降到烟气露点温度以下，就可回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，按低位发热量为基准计算，天然气锅炉热效率可达到和超过110%。本文以纯天然气为例对烟气的露点温度以及锅炉理论热效率进行计算分析，表1为纯天然气的成分。 1.1露点计算 在水蒸气分压力不变的情况下，使空气冷却至饱和湿蒸汽状态时，将有水滴析出，此时的温度即为露点温度。天然气燃烧特性分析(以1 m3天然气计算)烟气中水蒸气的体积分数达17˙4%，若燃烧在大气压力下进行，当空气过量系数α为1.1时(本文中的计算均以此作为计算依据)，其相应的烟气露点温度是57℃。露点温度随过量空气系数的变化曲线见图1。 通过观察可知，烟气露点温度随过量空气系数的变化而变化。因为根据道尔顿分压定律，露点温度的高低与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量)成正比，随着过量空气系数的增加，烟道中水蒸气的相对体积减小，水蒸气的容积份额会有所下降，其露点温度也随之降低。实际上，虽然各地方天然气中成分含量有所不同，但由于其主要成分均为甲烷且占绝大部分，其他成分影响很小，经计算的露点温度误差不超过0.3%(符合实际要求的范围)，并且由于实际燃烧的影响因素较多，也使得计算不可能达到很精确，通常是在理论值附近的一个范围内波动，在实际应用中还需根据不同情况进行修正分析。

烟气余热回收技术方案样本

烟气余热回收技术 方案

烟气余热回收利用改造项目 技术方案 ***节能科技有限公司 二O一二年

一、运行现状 锅炉房配备2.1MW锅炉2台（一用一备），供热面积5万m2；**炉配备2.1MW锅炉2台（一用一备），供热面积4.5万m2。经监测，**锅炉房2台锅炉正常运行排烟温度在150--170℃，平均热效率在89%，**锅炉房2台锅炉正常运行排烟温度在160-180℃，平均热效率在88%，（标准应不高于160℃）。锅炉系统运行进出水温差较小，排烟热损失较大，同时影响锅炉热效率的提高，回收利用潜力明显。 二、技术介绍 烟气冷凝回收利用技术是国家第一批特种设备节能技术推荐目录中的成熟技术。有着显著的节能效益。主要原理：1m3天然气燃烧后会放出9450kcal的热量，其中显热为8500kcal,水蒸气含有的热量(潜热)为950kcal。对于传统燃气锅炉可利用的热能就是8500kcal的显热，供热行业中常规计算天然气热值一般以8500kcal/nm3为基础计算。这样，天然气的实际总发热量9450kcal与天然气的显热8500kcal比例关系以百分数表示就为：111%，其中显热部分占100%，潜热部分占11%，因此对于传统燃气锅炉来说还是有很多热量白白浪费掉。 普通天然气锅炉的排烟温度一般在120--250℃，这些烟气含有8%--15%的显热和11%的水蒸气潜热。加装烟气冷凝器的主要

目的就是经过冷凝器把烟气中的水蒸气变成凝结水，最大限度地回收烟气中含有的潜热和显热，使回收热量后排烟温度可降至100℃左右，同时烟气冷却后产生的凝结水得到及时有效地排出（1 nm3天然气完全燃烧后，可产生1.66kg水），而且大大减少了co2、co、nox等有害物质向大气的排放，起到了明显的节能、降耗、减排及保护锅炉设备的作用。从而达到节能增效的目的。 三、改造方案 3.1、设备选型 烟气余热回收器选用瑞典爱瑞科（AIREC）板式烟气热回收器。 瑞典AIREC公司是世界上唯一一家 钎焊式模块化非对称流量板式换热器的 专业生产制造商，凭借独到的设计理 念，雄厚的产品开发能力和多年行业丰 富的实践经验使AIREC成为在非对称流量换热领域的真正领导者。 irCross21由多块板片重叠冲压在一起，在真空和高温的环境下，板片用铜或镍焊接在一起，具有很高的机械强度，更大的传热面积，更高的效率，更轻便小巧。AIREC经过继承CBE（钎焊式换热器）的技术特点，独特的换热器设计板纹，气体/液体应用

燃气锅炉烟气余热利用的途径及技术要点

燃气锅炉烟气余热 利用的途径及技术要点 燃气锅炉排出的烟气中含有大量余热，目前的燃气锅炉都安装有烟气余热回收装置，但一般都是利用锅炉回水与烟气进行热交换，只回收了烟气中的部分显热。因燃气锅炉烟气中水蒸汽占比较大，且水蒸汽的汽化潜热较大，人们为了提高燃气的利用率，把目光投向了烟气冷凝潜热回收技术。 本文通过对燃气锅炉烟气的特点进行分析，结合烟气余热回收装置的方式，明确烟气余热回收的技术思路，对锅炉房的节能降耗，降低运行成本提供一些参考。 一、烟气组成及热能分析

烟气中烟气温度变化所引起的热量转移为显热，水蒸汽所含的汽化潜热为潜热，也就是水在发生相变时，所释放或吸收的热量。烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%左右，潜热可占天然气的低位发热量的10.97%左右。 从此数据可以看出，潜热占排烟热损失的比重是很大的。而利用潜热，必须要把烟气温度降低到水蒸汽露点温度以下，使烟气中的水分由气态变为液态，从而释放烟气潜热，才能实现。 二、烟气中水蒸汽露点温度的确定 烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%之间，露点温度一般为 54-60oC之间。如天然气中含有H2S，烟气中还会有SO X。SO X会与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的酸露点温度要比水露点温度要高。所以会使烟气中水蒸汽露点提高。一般烟气中含量愈多，酸露点温度愈高。由于酸露点温度计算复杂且实际烟气组分变化较大，所以在实际应用中采用酸露点分析仪实测一定工况下的酸露点温度。一般烟气SO X含量在0.03%左右时，露点温度可按58-62oC左右估算。 当烟气温度低于露点温度时，烟气中水蒸汽开始凝结，烟温低于露点温度愈大，水蒸汽的凝结率也愈大。凝结率愈大，潜热回收比例也愈大。所以为提高烟气余热回收效率，与烟气进行换热的冷媒温度低于露点温度多些，才能确实做到冷凝换热。按表1估算，烟气余热回收装置的出口烟温一般低于露点温度20-30oC，才可使水蒸汽凝结率达到70-80%。

冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用研究

冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用研究 摘要近些年来，随着经济社会的快速发展，国家对环境保护、节约资源、能源综合利用等提出了较高的要求。在北京市集中供热系统中，燃气锅炉得到了广泛的应用，而燃气锅炉所排放的烟气具有较高的温度，可以采取有效措施来降低烟气排放温度，并实现对烟气余热的有效回收，其不仅可以使燃气锅炉的供热效率得到有效提升，而且还可以达到比较理想的节能效果。本文将会以北京市某热源厂为例来对冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用技术进行探究。 关键词冷凝燃气锅炉；烟气余热；回收利用 如今，随着燃气锅炉在供热行业中的广泛应用，与燃煤锅炉相比具有热效率更高、污染更小等特点。在锅炉中天然气燃烧过程中，将会有大概92%左右能量转化为热量、7%左右为排烟热损失、1%左右表面散热损失掉。因此，做好烟气余热回收利用工作就显得尤为重要。通常情况下，很大一部分烟气中的余热存在于水蒸气中，在回收显热、降低烟气温度的同时，会有效回收烟气中的水蒸气潜热，从而实现烟气全热的正回收。烟气余热回收利用主要是以天然气为驱动源，借助回收型热泵机组，就能够使锅炉排烟从80℃降至30℃，从而使大量的水蒸气冷凝潜热被回收，这样既可以达到节省燃气锅炉燃气耗量的目的，而且还可以降低PM2.5雾霾形成物的排放，达到节能减排的双重效果。 1 冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用技术 1.1 利用换热器烟气余热回收技术 在烟气余热回收利用技术中，换热器是比较常用的设备，对其进行科学、合理的选择尤为关键，根据换热方式的差异，可以将烟气余热回收利用方式划分为直接接触式换热型、间接接触式换热型[1]。 （1）直接接触式换热器。直接接触式换热通常是以直接接触的方式来实现两种介质相互传热传质的过程。通常情况可以根据接触结构的不同划分为折流盘型、多孔板鼓泡型和填料型如图1所示。因为我国供热供回水温度相对比较高，导致直接接触式换热型换热器在烟气余热回收利用过程中并未得到广泛的应用。（2）间接接触式换热器。间接换热通常是指在被壁面分隔来的空间里冷热介质可以实现独立流动，并通过壁面来使实现冷热介质的换热。在烟气余热回收利用技术中，常用的间接接触式换热器有热管换热器、翅片管换热器和板式换热器. 1.2 利用热泵回收烟气余热技术 在燃气锅炉中，天然气燃烧过程中所产生的烟气露点在55—65℃之间，在进行回收烟气冷凝余热阶段，一般要求供热回水温度在烟气露点温度范围以内。一旦供热回水温度超过了烟气露点温度，则需要借助热泵回收烟气冷凝余热来实现预热供热回水。目前，在烟气余热回收利用过程中，吸收式热泵回收烟气余热

燃气锅炉烟气余热回收利用技术浅析

燃气锅炉烟气余热回收利用技术浅析 摘要：随着经济发展迅速，人们对能源的需求越来越大。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。 关键词：燃气;锅炉烟气;余热回收 一、烟气余热回收工作原理 燃气主要成分是CH4，因此燃烧后的烟气中会含有大量的水蒸气，当烟气温度降至55℃左右时，烟气中水蒸气随之冷凝，同时释放大量的汽化潜热。水蒸气总体潜热量约为燃气低位热值的11%，因此降低排烟温度，使烟气中水蒸气冷凝，可以提高天燃气利用效率。 国内目前采用设置有烟气冷凝器、燃气吸收式热泵回收烟气余热两种类型，都可以降低排烟温度，提高燃气利用效率，节省锅炉房燃气用量。随着烟气中水蒸气的冷凝，能够降低排入大气中的水蒸气，冷凝水经过处理后可以回收利用，同时减少氮氧化物、二氧化硫和一氧化碳的排放。 二、改造的基本条件及方案 本论文主要以地窝堡燃气锅炉房改造工程为例，说明改造方案。 （一）基本条件 1、冷源问题 若采用间壁式烟气余热回收方案，冷源所必备条件如下： 锅炉房周围必须要有二级冷源，有条件设置空气预热器的情况下，要求冷源的温度≤40℃（换热器传热端差按5℃考虑）且流量充足。无条件设置空气预热器的情况下，要求冷源的温度≤35℃（换热器传热端差按5℃考虑）且流量充足。 根据业主提供资料，锅炉房周围没有合适的冷源，因此本项目无法采取间壁式烟气余热回收方案;主要考虑热泵烟气余热回收方案。 2、改造锅炉数量及容量的确定 根据锅炉实际运行情况，最终确定本期拟改造的锅炉台数及容量确定为：4台29MW（40t/h）燃气热水锅炉。

燃气锅炉排烟温度降低对烟气扩散的影响分析

燃气锅炉排烟温度降低对烟气扩散的影响分析锅炉烟气中蕴含着大量的显热和潜热，充分利用烟气中的热量可以减少能源消耗，从而实现污染物减排。天然气锅炉烟气含湿量较高，水蒸气冷凝过程会放出大量的气化潜热，同时产生大量的水，且天然气杂质较少，凝结水相对清洁，因此天然气的烟气余热回收成为研究的热点。在供热系统中，燃气锅炉烟气余热回收可以采取不同的技术路线。最常见的是在常规燃气锅炉尾部增设冷凝式换热器，这方面的研究包括传热理论与实验研究[1-4]、强化传热与防腐研究[5-7]、冷凝换热装置的设备开发及示范工程的应用等[8-9]。 燃气锅炉烟气的露点在55℃左右(过剩空气系数在1.15时)，只有被加热介质温度低于55℃才能回收烟气中的冷凝热，在30℃甚至以下才能取得更好的热回收效果。在我国的集中供热领域，热网回水温度一般在50℃以上，因此不能充分回收烟气冷凝热。这种直接在燃气锅炉尾部增设冷凝式换热器的方法往往只能回收烟气的部分潜热，不能实现冷凝热的深度回收。 近年来随着吸收式换热技术[10-11]的日趋成熟，利用吸收式换热技术可以实现烟气余热的深度利用，系统利用吸收式热泵产生一种低温冷介质，使得烟气的排烟温度更低，余热回收更彻底，水蒸气被大量冷凝下来，节能和环保效果均更为显著，这种技术路线逐步得到了业内人士的认可并备受关注。文献[12]介绍了这种技术，并就该系统及余热回收装置进行了传热理论与实验研究、冷凝换热装置的设计和设备开发，并陆续在几个锅炉房中成功应用。随着新技术的应用，水蒸气被冷凝的量越来越大，烟气中的碳氧化物、氮氧化物等污染物会溶于冷凝液中，从而减少了直接排放到大气环境中的各种污染物的量，其减排总量多大?该技术使系统的排烟温度越来越低，可以做到低于30℃排放，排烟温度的降低对污染

烟气余热回收技术方案

烟气余热回收利用改造项目 技术方案 *** 节能科技有限公司 二O 一二年

、运行现状 锅炉房配备2.1MW锅炉2台（一用一备），供热面积5万m2；**炉配备2.1MW 锅炉2台（一用一备），供热面积4.5万m2。经监测，**锅炉房2台锅炉正常运行排烟温度在150--170 C,平均热效率在89%, **锅炉房2台锅炉正常运行排烟温度在160-180C，平均热效率在88%,（标准应不高于160C）。锅炉系统运行进出水温差较小，排烟热损失较大，同时影响锅炉热效率的提高，回收利用潜力明显。 二、技术介绍 烟气冷凝回收利用技术是国家第一批特种设备节能技术推荐目录中的成熟技术。 有着显著的节能效益。主要原理： 1m3天然气燃烧后会放出9450kcal的热量，其中显热为8500kcal,水蒸气含有的热量（潜热）为950kcal。对于传统燃气锅炉可利用的热能就是8500kcal的显热，供热行业中 常规计算天然气热值一般以8500kcal/nm3为基础计算。这样，天然气的实际总发热量 9450kcal与天然气的显热8500kcal比例关系以百分数表示就为：111%，其中显热部分占100%，潜热部分占11%，所以对于传统燃气锅炉来说还是有很多热量白白浪费掉。 普通天然气锅炉的排烟温度一般在120--250 C,这些烟气含有8%--15%的显热和 11%的水蒸气潜热。加装烟气冷凝器的主要目的就是通过冷凝器把烟气中的水蒸气变成凝结水，最大限度地回收烟气中含有的潜热和显热，使回收热量后排烟温度可降至100C左右，同时烟气冷却后产生的凝结水得到及时有效地排出（ 1 nm3天然气完全燃 烧后，可产生1.66kg水），并且大大减少了co2、co、nox等有害物质向大气的排放，起到了明显的节能、降耗、减排及保护锅炉设备的作用。从而达到节能增效的目的。 三、改造方案 3.1、设备选型 烟气余热回收器选用瑞典爱瑞科（AIREC）瑞典 板式烟气热回收器 AIREC公司是世界上唯一一家钎焊式模块化非对称流量板式换 热器的专业生产制造商，凭借独到的设计理念，雄厚的产品开 发能力和多年行业丰富的实践经验使AIREC成为在非对称流量 换热领域的真正领导者。 irCross21由多块板片重叠冲压在一起，在真空和高温 的环境下，板片用铜或镍焊接在一起，具有很高的机械强度， 更大的传热面积，更高的效率，更轻便小巧。AIREC通过继承 CBE（钎焊式换热器）的技术特点，独特的换热器设计板纹，

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。 天津泰达热电有限公司天津 300457 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

燃气锅炉烟气余热回收利用技术分析

燃气锅炉烟气余热回收利用技术分析 发表时间：2018-07-23T17:48:12.747Z 来源：《知识-力量》2018年8月上作者：李言 [导读] 燃气锅炉排放出的烟气温度较高，设备温度损失较大，为了提升燃气热能利用率，热力公司需合理应用燃气锅炉烟气余热回收利用技术。 （西安市热力总公司，陕西省西安市 710016） 摘要：燃气锅炉排放出的烟气温度较高，设备温度损失较大，为了提升燃气热能利用率，热力公司需合理应用燃气锅炉烟气余热回收利用技术。现阶段，可采用的烟气余热回收利用技术有利用换热器回收烟气余热技术、利用热泵回收烟气余热技术两种，前者的技术装置有间接接触式余热回收换热器、直接接触式余热回收换热器两种，后者的技术装置有电压缩式热泵、吸收式热泵两种。在实际应用过程中，根据烟气余热回收级数可分为单级余热回收供热型和双级余热回收供热型两种。 关键词：燃气锅炉；烟气余热；回收利用技术 在环保型社会建设过程中，生态环保已成为各个行业发展的战略制高点，如何降低生产过程中污染物的排放量，实现对于生产资源的循环高效利用，是现阶段生产工艺优化的目标。燃气锅炉是集中供热系统中的关键性设备，一般来说，设备运行时的排烟温度是比较高的，其中蒸汽型燃气锅炉的排烟温度可达200℃至250℃，热水型燃气锅炉的排烟温度可达115℃至180℃，在这一过程中，面临着较大的温度损失[1]。为了减少燃气锅炉排烟造成的热量损失，热力公司一般会采用常规省煤器及空气预热器等烟气余热回收设备，不过这些设备仅能回收部分热量，燃气锅炉运行时的供热效率只能达到80%至90%，还有10%左右的天然气热值无法回收利用。针对这一现状，人们加大了对于燃气锅炉烟气余热回收利用技术的研究，并将有效技术推广在工业实践中。 1. 燃气锅炉烟气余热回收利用技术 1.1利用换热器回收烟气余热技术 换热器是常见的燃气锅炉烟气余热回收利用设备，根据换热方式的不同，这一设备可分为两种类型： ①间接接触式余热回收换热器。包括翅片管换热器、热管换热器、板式换热器三种，通过在壁面分开空间中独立流动的冷热介质来进行换热。不同的间接换热器有不同的优点，其中，翅片管换热器具有热传递效率高、结构紧凑、材材质丰富且结垢少的优点，热管换热器具有结构简单、质量轻、体积小、传热系数高的优点，板式换热器结构紧凑、质量轻、节能效果显著的优点； ②直接接触式余热回收换热器。这一设施的传热递质直接接触，根据接触结构的不同，可分为多孔板鼓泡型、折流盘型、填料型三种，在这一技术装置应用过程中，接触换热强度会受到介质接触面积、气液比、湍流强度、换热器高度、水滴雾化粒径等因素的影响，不过由于我国供热供回水温度过高的原因，直接接触式余热回收换热器的应用可行性不高，于是人们提出了基于空气加湿的直接接触换热冷凝式燃气锅炉的概念[2]。 1.2利用热泵回收烟气余热技术 燃气锅炉产生的烟气，其露点为55℃至65℃，当供热回水温度控制在这一温度范围之内，便可利用热泵回收烟气冷凝余热，用于预热供热回收。在此过程中，看根据燃气锅炉容量大小，选择合适的热泵，一般来说，0.01MW至10MW的锅炉可选电压缩式热泵，将之于烟气冷凝余热回收装置相结合，其中，烟气余热回收装置作为压缩式热泵蒸发器而存在，或者是，将装置内的循环水作为压缩式热泵的低温侧热源，用于预热热网回水[3]。 除此之外，还有一种利用吸收式热泵回收烟气预热的技术，其中采用的吸收式热泵，可分为闭式吸收式热泵及开式吸收式热泵两种。在这一技术应用过程中，人们经过试验提出了不同构想，比如说第一类吸收式热泵与冷凝换热器结合使用，利用低温循环水盘管换热器与烟气之间的间接换热，来回收烟气预热，同时规避了换热器腐蚀的问题；比如说将吸收式热泵与直接接触式换热器结合使用，可全部回收烟气显热和冷凝潜热，换热效率高。 2.烟气余热回收利用技术在集中供热系统中的应用 在集中供热系统中，根据烟气余热回收级数，可见烟气余热回收技术分为单级余热回收供热型和双级余热回收供热型两种。 2.1单级余热回收供热型 在热力公司中，可采用的单级余热回收供热型有以下两种类型： ①余热热网回水，即利用天然气驱动的吸收式热泵，通过烟气-水换热装置，回收烟气余热，得到的热水可作为低温热源，将之用于预热一次热网回水，一次热网回水经锅炉加热后，可给一次网供水，能够将燃气能源的利用率提升10%以上，技术投资可在3至4年内回收； ②供生活热水。利用烟气冷凝热回收装置，收集余热用于加热生活热水，同时烟气凝结的水可为空调系统补水，在酒店天然气直燃机改造中应用过，设备热效率提升11%[4]。 2.2双级余热回收供热型 双级余热回收供热型装置，通过高温烟气来加热热网回水，然后再利用热泵机组回收烟气中的余热，利用加热热泵机组高温侧加热热网回水，使之都能达到客户需求的供水温度。装置中的换热器可根据实际情况变化，采用双级换热装置，可大幅度降低燃气烟气温度，并实现燃气热值的最大化利用，为供热用户提供较高的热网供水温度。 3.结语 燃气锅炉烟气余热回收利用技术应用的目的，是为了最大程度利用天然气热值，提升燃气锅炉的供热效率，其理论依据为：当燃气锅炉排烟温度降低，烟气理论可回收热量减少，锅炉理论供热效率提升。也就是说，将排烟温度降低至烟气露点，便可获得较高的燃气锅炉理论热效率，比如说，当将烟气的排放温度从 180 ℃降低到 35 ℃至 40 ℃，燃气锅炉的理论供热效率便可提升13.8% 至15.2%[5]。除此之外，还可以采取回收烟气中水分的方式，来提燃气锅炉供热效率，降低烟气污染物排放量。现阶段，我国工业中采用的烟气余热回收技术有利用换热器回收烟气余热技术、利用热泵回收烟气余热技术两大类，其技术装置仍有改进的余地，且新型技术仍在不断开发的过程中。参考文献

燃气锅炉节能环保管理制度

燃气锅炉节能环保管理制度 篇一：燃气锅炉节能 燃气锅炉节能方案燃气锅炉节能器燃气锅炉余热回收 泰安博信能源设备有限公司----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------mobile:133********add:泰安市长城路中段 一、简介 二、天然气锅炉的热效率分析 三、安装烟气冷凝余热回收器的必要性 四、燃气锅炉节能器技术原理 五、燃气锅炉烟气余热回收器特点 一、简介 工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，标准状态排烟温度一般不低于180℃，最高可达250℃，高温烟气排放不但造成大量热能浪费，同时也污染环境。余热回收器可将烟气热量回收，回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水或生活用水，或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。节省燃料费用，降低生产成本，减少废气排放，节能环保一举两得。改造投资3-10个月回收，经济效益显著。为落实国家节能减排计划，国家质量监督检验检疫总局特种设备安全监察局根据《特种设备安全监察条例》发布实

施了《锅炉节能技术监督管理规程》和《工业锅炉能效测试与评价规则》两个节能技术规范。这两个节能技术规范于20XX年8月30日批准，将于20XX年12月1日起实行。对高耗能特种设备节能监管工作建立了3项工作制度。这两个技术规范的实施将大力推进目前锅炉节能工作的全面展开。将使锅炉节能管理进入新的里程碑。 二、天然气锅炉的热效率分析 不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。天然气燃料中含有大量氢元素，燃烧产生大量水蒸汽。每1nm3天然气燃烧后可以产生1.55KG水蒸汽，具有可观的汽化潜热，大约为3700KJ，占天然气的低位发热量的10%左右。 在排烟温度较高时，水蒸汽不能冷凝放出热量，随烟气排放，热量被浪费。同时，高温烟气也带走大量显热，一起形成较大的排烟损失。在天然气锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。 众所周知，锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热量的热损失。因此，锅炉热效率一般只能达到70～85%。热效率约80％左右，约20％的热能从炉体表面散发和烟气排空浪费。 三、安装烟气冷凝余热回收器的必要性 烟气冷凝余热回收器，利用温度较低的水或空气冷却烟气，实现烟气温度降低，靠近换热面区域，烟气中水蒸汽冷凝，同时实现烟气显热

烟气余热回收改造项目技术方案

XX制药股份有限公司 烟气余热回收改造项目 技术方案 XXX能源有限公司 二O 年月

一、运行现状 锅炉房配备6吨天然气锅炉1台，供应蒸汽，年耗220万方天然气，一立方天然气单价3.48元，全年费用765.6万元，不含其它费用。 锅炉房排烟温度没有改造就在120--190℃，进水温度30-50℃，锅炉系统运行进出水温差较小，排烟热损失较大，同时影响锅炉热效率的提高，回收利用潜力明显。 二、技术介绍 烟道V型槽烟气余热回收利用装置的主要特点： 该项装置是国内节能专家肖国雄先生于2008年发明的，2009年先后获得国家科技部创新基金和湖南省科技厅的扶持，该项装置与肖国雄先生以前发明的几项节能环保专利相比较，具有以下主要特点： 2.1、低温烟气生产高温热水：V型槽烟气余热回收利用装置内置许多V型槽，上宽下尖，不会对烟气产生较大的阻力，保证锅炉在微正压即20毫米水柱内燃烧。塔高约25米，确保低温（小于120℃）烟气与水充分进行热交换的时间，并达到较高的水温（约70℃），获得高品质的热水，而非本发明的节能装置都未回收这部份热量。这部份热量相当于锅炉能耗的10%。如果做洗浴热水，水温下降至约50℃，生产1吨蒸汽的天然气烟气热量可产生约3吨热水，此时，节能率达到15%以上；

2.2、脱硫与防止腐蚀：一类天然气每立方米含有硫200毫克，燃烧后产生大量的SO2气体，与水结合成亚硫酸，对设备产生腐蚀。这就是蒸汽锅炉的排烟温度不能低于160℃的原因。本装置所用材料为316L不锈钢，包括水泵，管道使用PPR高分子材料，同时，循环水箱中不定期加入碱性物质，中和循环水，达到一个中性的工作环境。通过本装置后烟气中的二氧化硫大量中和，使锅炉房周围的空气酸浓度达到最小程度。 2.3、施工时不会影响锅炉的正常运行：本装置是一个相对独立的运行系统，施工完毕后，接口与原有烟囱接口相连。可见，时既不会改造原锅炉管道设施系统，也不会影响原系统的正常运行，且现场安装不受场地限制，待安装调试完毕后，与原锅炉热水系统互不影响，若V型系统故障期间，原系统照常运行，特别是安装的仪器仪表设施占地空间很小； 2.4、本装置故障率低：本系统中只有2个热水水泵是运行部件，我公司选择了国际知名品牌产品，以保证本装置长达10年以上的运行使用寿命； 2.5、本装置是全自动控制系统，生产过程中无人值守，且无任何安全隐患，无任何消防事故； 2.6、本装置运行成本极低，水泵消耗的电费占节能收入的2%左右。 3.0烟道V型槽烟气余热回收利用装置的工作原理及工艺流程

锅炉烟气余热回收利用分析与措施研究

锅炉烟气余热回收利用分析与措施研究 在当今社会里，节能已成为继煤炭、电力、石油和天然气之后的“第五能源”。而在现在的工业锅炉的使用中普遍存在着热量利用率低下，排放烟气余热温度过高，以及烟气内污染环境气体含量过高等问题。本文将就这些问题做深入的分析，并提出一定措施来解决当前问题。 目前，节能已是我国经济发展的一项长远战略计划，也是当前一项紧迫的任务。当前，全社会都在开展节能降耗，缓解能源压力，建设节能型社会，而工业锅炉余热资源的回收利用是节约能源的重要措施，工业锅炉排烟余热所占锅炉热量比重较大。如果不控制锅炉烟气余热，将会给地球环境和资料带来极大的危害。 1锅炉烟气余热问题分析 大型锅炉都安装有铸铁管或不锈钢式省煤器，用来助燃空气或预热锅炉给水，但是由于石油、煤、天然气燃料中均含有硫，在燃烧时，硫氧化物的产生是必不可少的，它与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。当锅炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸汽的凝结点（称为酸露点），就会在其表面形成液态硫酸（称为结露）。长久以来，省煤器等物体由于结露引起腐蚀，甚至还会穿孔，这种现象时常发生，严重影响了锅炉的运行安全，所以目前的锅炉都是通过提高排烟温度来缓解结露和腐蚀现象的产生，致使锅炉烟气温度很高，从而导致大量热量散发到大气中，浪费资源又污染环境。 据相关数据表明，一般工业锅炉的热效率约为60～70%，它的排烟温度大概在250℃～3 50℃之间，而导热油炉，排烟温度更是达到280℃以上，大量余热未充分利用，如果把这些烟气直接排放到空气中，这不但会导致气温升高，污染了环境，而且极大的浪费了能源。因此降低锅炉烟气温度已成为锅炉节能的一个重要途径，同时又必须解决锅炉低温腐蚀的难题。 但是，在进行烟气余热回收利用实现节能时，应注意以下几个问题：酸露点腐蚀的部位

烟气余热利用

对我厂烟气余热利用的合理化建议 摘要： 我厂地处贵州省六盘水市水城县发耳镇，发耳镇地势四周高，中间低，呈锅底形，全年气候温热，雨量偏低，平均海拔1200米，年降雨量为1100-1200毫米，年平均气温为25℃，属低热河谷地带，有“天然温室”之称。总面积104平方公里，矿产资源主要有煤、铁、粘土。其中以煤储量最大，目前已探明19亿余吨。主要分布在湾子沿北盘江边，煤质较好，煤的灰粉一般在14%，粘吸指数为50，发热量6500卡。对于正处在少年时期的燃煤机组发耳电厂而言，占据较好的地理位臵，有着大好的发展前景。然而，由于设计与电厂体制的一系列原因，导致我厂现运行设备设计与现实偏差，未处在最佳运行状态，尤其是烟气余热未得到很好的利用，又因煤质的变化导致除灰脱硫超负荷运行，所以，实行烟气余热利用技改势在必行。 我国60～1 000 MW电站锅炉烟气余热利用于凝结水、给水及送风系统，其转换效率为19.5%～23%，根据能级原理，提出了一种深度利用烟气余热和减少回热抽汽损失、实现锅炉排烟温度自动控制的高效循环系统方案。热力学分析表明，此方案可使600 MW机组无煤附加功率由0.6 MW增加至20 MW左右，全厂净效率提高0.9%，投资回收期小于2.0年，具有良好的节能减排、降低发电煤耗的作用，并对新建和老机组设计优化提出了原则性的建议。 关键词：锅炉；排烟温度；能级利用；烟气余热回收；高效循环系统

烟气余热利用从上世纪50年代以来，在60～1000 MW等级电站锅炉上进行了广泛的探索，取得了一定的成绩，但是与国外先进设计相比存在较大差距。上世纪90年代以来，俄罗斯、德国等国家根据能源价格和环保要求的变化，锅炉排烟温度设计值降低到100℃，并在新建机组或老机组改造中得到了工程验证，使供电煤耗下降6--7 g/(kW．h)，但目前国内尚未见可行性和应用价值方面的报道。 根据能级和系统工程原理，提出了一种深度利用烟气余热和减少回热抽汽做功损失，实现排烟温度稳恒控制的高效系统，不但能提高机组性能，而且能深度利用锅炉余热，较大程度地改善锅炉尾部低温受热面结露腐蚀和堵灰问题。 超临界机组锅炉烟气利用高效循环系统 能级理论指出：无论是纯凝机组、再热机组，还是供热机组，都可以看成由若干个能级组成，从锅炉到凝汽器，每个能级的热功效率，逐级下降，相同的热量作用于不同的系统（不同的能级），将会对系统的做功能力产生不同的效果。锅炉受热面可分为锅炉能级受热面和低能级受热面，过热器、再热器、水冷壁、省煤器和高压加热器是锅炉能级受热面，空气预热器、暖风器和低压加热器是低能级受热面，如果将锅炉空气预热器后的低能级烟气热能通过换热器转移到同等能级的低压加热器，就会出现锅炉冷端（烟囱）排烟损失减少量与汽轮机冷端（冷却塔）排汽损失增加量基本相当的问题，区别仅为冷源损失由锅炉侧转移为汽轮机侧。

我国燃气锅炉烟气余热回收技术

我国燃气锅炉烟气余热回收技术 发表时间：2019-07-03T16:12:27.227Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：戴射波[导读] 摘要：近年来，国家对环保节能型能源需求正逐步增加，天然气锅炉在各领域的利用更为广泛。 龙正环保股份有限公司 摘要：近年来，国家对环保节能型能源需求正逐步增加，天然气锅炉在各领域的利用更为广泛。目前燃气锅炉的排烟温度普遍偏高，如何有效利用烟气余热回收技术，提高供热效率，实现节能的目标，是该领域要进行研究和探索的课题。本文通过总结原有的余热回收技术，分析其应用特点及现状，对目前燃气锅炉烟气余热回收技术实施策略进行了详细阐述。 关键词：燃气锅炉；烟气余热；回收技术燃气锅炉在各个领域得到广泛应用，目前在供热系统中，有10%左右的潜热尚未被开发和利用，如何有效回收烟气余热及包含的水分，对提高锅炉热效率具有非常大的实用价值。有效对烟气余热进行回收，在提高锅炉热效率的同时可减少排放污染，对提高经济效益和节约能源具有重要意义[1]。 1.燃气锅炉烟气余热回收基础理论 甲烷是天然气的主要成分，其中的氢含量很高，在燃烧之后产生大量的烟气，烟气中存在部分硫化物、碳化物和氮化物，排烟过程中会带走大量的余热，其中包括水蒸气的汽化潜热，排烟损失是燃气锅炉的主要热损失。如何将这部分余热加以利用，提高锅炉热效率是燃气锅炉行业需要深入探讨研究的课题。 2、燃气锅炉烟气余热回收技术发展历程 2.1早期技术 在早期阶段，燃气锅炉烟气余热回收主要是加热助燃锅炉回水或者助燃空气，但在温度影响下，传热温差小，导致对传热的受热面积要求比较大，在空间与经济性的限制下，只有一部分烟气能够被回收，还有大量的烟气产生的余热并没有被利用。 2.2冷凝式技术 冷凝技术是在原有烟气余热回收基础上，通过回收装置将锅炉中排放的水蒸气潜热和显热进行回收。我国的烟气冷凝技术发展时间较短，伴随环保节能要求的持续强化，烟气冷凝技术得到广泛重视，相对于西方发达国家，我国的技术研究仅局限在冷凝技术热交换器方面，仍依靠西方理论技术实施操作，国内并未成熟的商业化技术。 3.我国目前燃气锅炉烟气余热回收应用策略 3.1换热器回收技术 热换器是烟气余热回收技术中被广泛采用的一种形式，选择适合的热换器是回收技术的关键步骤，主要分为间接接触方式和直接接触方式两种。（1）间接接触式换热器。此种方式对换热后的水质情况不会产生影响，在进行热交换过程中水和烟气不直接接触，由于冷凝水中的酸会对设备产生腐蚀，要求间接接触式换热设备具有很高的抗腐蚀性，同时，由于结构的复杂性，对安装空间的要求也比较大。（2）直接接触式换热器。直接接触式余热回收热换器的传热系数较大，不容易受到空间的影响，热传递系数比较高，热量回收的能力强，同时，在过程中对设备有一定的清洗效果，对热换器设备的抗腐蚀性也没有很高要求[2]。 3.2热泵回收技术 天然气锅炉余热回收要求供热中的回水温度比烟气露点温度低，如果高于烟气露点温度，可以采用热泵设备对余热回收加以利用，热泵可采用电压缩式和吸收式两种，其中吸收式的应用更为广泛，但是吸收式的成本较高，需要较大的设备放置空间。吸收式热泵回收烟气余热分为封闭式与开放式两种，两种方式都可以提高换热效率，避免设备出现腐蚀问题，将烟气中的热量和冷凝之后的潜热全部回收。 3.3燃气锅炉烟气回收设备装置 燃气锅炉回收装置可分为接触式、间壁式和蓄热式三种，接触式烟气回收一般以水为主要的介质，水与烟气直接接触，把烟气中的温度降低到露点温度以下，实现吸收烟气热量的目的。间壁式余热回收是用间壁把介质分割开，设备体积大，对钢材的消耗量也较大，目前，更多利用不锈钢的材质作为换热面，以提高设施的抗腐蚀性。间壁式换热中也包含了热管换热方式，以其可靠性、高导热性得到普遍应用，缺点是成本比较高，不具备抗腐蚀性。 蓄热式换热器是通过填料和介质的能量储存，使热量在两种流体之间传递，被广泛应用在大型的燃气锅炉预热过程中，但如果燃气锅炉全部采取这种方式回收余热，成本太大，蜂窝陶瓷材料的利用，有效减低成本支出，使设备结构更加紧凑。 3.4冷凝式锅炉烟气余热回收技术 直接接触冷凝式一般将水作为介质，烟气和水份在接触时交换热量，实现显热和潜热交换，过程中对烟气排放还发挥净化作用，直接接触冷凝式可以将排放烟气的热量基本上都吸收利用，实现污染物零排放的效果，具有提高热效率，成本降低，回收时间短、安装维护便捷等优点。间接接触冷凝式一般适用于工业锅炉中，可以有效降低排烟温度，提高锅炉效率，具备换热能力高，远程传热，传热能力更为安全可靠。 4.燃气锅炉烟气余热回收中的主要技术问题分析 在烟气余热回收过程中，除了对热量充分利用之外，还要重视其中涉及到的相关其它技术问题，包含烟气冷凝中产生的酸性物质处理，烟气排放问题、设施设备防腐问题等。 4.1排放烟气的问题 燃气锅炉在烟气冷凝回收之后，通过烟囱进行排放，具体排放情况受地点和环境条件的影响，会出现无法顺利排出的情况，需要利用设备、技术将烟气排放出去，目前采用最多的是烟气再热的方式，就是利用把冷凝烟气和旁通支路进行结合的方法。 4.2处理冷凝液体 烟气经过冷凝回收之后，其中的水蒸气在过程中被冷却，产生冷凝液体具有很大的酸性。对冷凝液体的处理方法一般有通过添加药剂进行处理，利用土壤进行吸收和相应进行稀释的方法。处理后的液体大都排放到市政管网中，在一定程度上造成水资源浪费。冷凝液体可以通过酸碱中和后进入集水设备中，在通过水处理系统，利用到不同的领域。 4.3设施设备抗腐蚀问题