烟道尾部余热回收技术在有机热载体锅炉节能降耗中的应用

摘要：本文浅析了有机热载体炉能耗偏高问题的主要成因，针对某企业有机热载体锅炉尾部加装烟气余热回收装置，分析了余热回收技术在提高有机热载体锅炉效率方面所起到的积极意义。

关键词：锅炉；节能；应用

中图分类号TK1 文献标识码B 文章编号 1674-6708（2011）51-0142-02

0 引言

有机热载体炉因具有“高温低压”（常压或较低压力时出口温度就可达300℃）、安全、高效等特点,且供热温度可以精确控制，能够满足中小型企业的生产需求，在我县得到了广泛使用。虽然其优点很多，但在节能降耗方面还有挖掘的潜力，本文对此类设备的节能现状进行了分析，并实际检验了余热回收技术在节能降耗中的作用。

1 有机热载体锅炉能耗状况

1.1 排烟温度偏高导致排烟热损失过大

热量传递方式有热传导、热辐射、热对流3种，我们的有机热载体锅炉主要是通过辐射和对流受热来提高锅炉温度，缺少蒸汽锅炉前后管板烟气辐射和管束对流辐射，相比之下受热面和受热路径就显得小很多，相当一部分的火焰及烟气直排大气，排烟温度高达200℃以上，导致排烟热损失过大。

1.2 油汽共存现象导致浪费能源

《有机热载体炉安全技术监察规程》第30条规定：“有机热载体必须经过脱水后方可使用”，这是因为新加油、换油或者维修过程中容易混入水分，所以一般锅炉加入热载体后要进行脱水操作，当油温升至110℃以上时，水分被汽化，且汽化量随温度升高不断增加，当高位油槽放空阀大量排气时，还会出向喷油，此时往往会紧急关闭放空阀，导致脱水不净，产生气阻现象，影响热载体循环流量的稳定，浪费能源。

1.3 停炉不规范导致热损耗增加

停炉时未能做到炉停泵转，造成了热油自然冷却在系统内，当下次继续使用时，因系统管壁有较厚的油膜，人为的缩小的系统管径，这样，不但增加了循环泵的阻力，同时也影响了传热，而且还损耗了可用热载体。

1.4 缺少保温措施导致散热损失增加

有不少单位出于经济成本的考虑，锅炉或者管道不进行保温措施处理，导致大量热能的散失。还有一些单位不能及时对锅炉受热面的积灰进行清理，影响了传热，导致出口温度偏低，供热不足，浪费了燃料。

综上所述，有机热载体炉的热效率受多种因素的影响，间接或直接的浪费了能源、污染了环境。

2 充分利用烟气余热、大幅提高热效率

有机热载体炉运行时的排烟温度通常在180℃~400℃之间，排烟热损失随着排烟温度的升高而增加。高温烟气大量排放不仅没有得到充分合理的利用，浪费了大量的热能，反而污染了环境。所以说，有机热载体炉排烟余热的合理利用对提高运行热效率具有积极的作用，而烟气余热回收技术的利用正好解决了这一问题，我们通常采取的措施是在锅炉尾部烟道加装余热回收装置，对高温烟气进行回收二次利用。

2.1 改造案例

我们选取了当地某纺织印染企业一台WQXL-3.5/320-AⅡ型导热油炉进行了技术改造，改造前排烟温度为320℃、给水温度为20℃、24小时耗煤量为15t，针对该导热油炉的现状，其排烟温度仍有较大利用空间，我们在其尾部烟道加装了热管式热水发生器，回收排烟损失的大部分余热，用于生产热水，提高锅炉给水温度，实现节能效果。

2.2 回收装置工作原理

烟气余热回收装置主要为热管换热器，热管的下端从烟气侧吸热，其中的导热介质吸收了高温烟气的热量后汽化，介质状态由液态转为气态，并由热管底端上升至上端向管外工质（锅炉给水）放热，凝结为液体，沿管内壁返回到受热段并再次受热汽化，如此循环反复，连续不断吸收烟气中的热量，并将热量从一端传递到另一端，从而降低排烟温度，减少热损失，同时提高给水温度，大幅度提高锅炉热效率。

2.3 改造效果

经过改造，其节能效果十分显著。该导热油炉的排烟温度降低为200℃，烟气降温幅度达120℃，同时给水温度也得到了增加，提高为65℃，相反24小时内的燃煤量有所下降，减少为14.3t。由此我们可以分别计算一下数据量。

1）回收热量：（式中：Q为热管换热器回收热量，单位：kcal/h；Bj为燃料消耗量，单位kg/h；I1为320℃时烟气焓值，单位kcal/kg；I2为200℃时烟气焓值，单位kcal/kg；为热管热水发生器保热系数，取0.98）

2）产热水量：（式中：G为热水量，单位：kg/h； Q为热管换热器回收热量，单位：kcal；I1为给水焓，单位kJ/kg；I2为出水焓，单位kJ/kg）

年产热水量=105.8t/天×300天=31740t（年运行时间按300天计算）；

3）节约标煤量：/年

烟气中回收来的热量不仅仅有效节约了企业用煤，所产生的热水除了可以用于锅炉给水外，还可用于企业的生活用水等方面，进一步节省了企业成本。

3 余热回收装置节能技术特点

3.1 热管特性

热管对于该余热回收装置而言可以说是最重要的部件，它是一种具有极高热性能的新型传热元件，通过在全封闭真空管内的液体的蒸发与凝结来传递热量，具有以下基本特性：1）超强的导热性。依靠内部工作液体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力；2）优良的等温性。热管内腔的饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小，温降亦很小，因而具有优良等温性；3）热流方向可逆性。热管两端均可吸热和放热；4）热流密度可变性。可以单独改变蒸发段和冷却段的加热面积；5）使用的安全性。管内压力低于外界压力，其不会发生爆炸；6）应用的广泛性。应用广泛、灵活，能适应各种恶劣的工作环境。

3.2余热回收装置技术特点

热管余热回收装置具有以下技术特点：1）体积小，只是普通热交换器的1/3，结构紧凑，对安装空间要求不高；2）烟室为上下贯通式，增大了烟气流通面积，因而流通阻力减小，传热效果增强，降温幅度增大；3）低温烟气进入除尘器后，产生水汽较少，可以降低引风机的负荷；4）系统为程序化控制，无需专人操作，安全可靠；5）进口处设烟气挡板，可调节通过装置的烟气量，使之传热均匀；6）设有多处清灰装置，根据现场情况制作清灰漏斗，全方位彻底清灰，降低烟尘排放量，有利于环境的保护。

4 结论

通过利用余热回收装置将锅炉烟气中的热量进行回收再利用，它的积极意义不仅仅在于将传统有机热载体炉锅炉废烟气回收用于提高锅炉给水温度，实现能源再利用，大幅提高现行工业锅炉运行热效率，而是要通过节能技术的改造推广来唤醒整个行业的节能降耗意识、保护资源环境，从而带动全社会推进节能降耗行动，从我做起、从身边做起。

参考文献

[1]邝平健，过伟权，王显章，谢新华.工业锅炉节能方法及应用[J].黑龙江电力，2007(12).

[2]王洪亮，郎丰海.超导热管换热器在锅炉节能中的应用[J].中国科技信息，2011(5).

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