中小型工业锅炉余热回收在节能减排中的效益分析

摘 要：热量损失是工业锅炉热效率低下的主要原因之一。作者结合工作经验，介绍了工业锅炉余热回收的措施，就工业锅炉余热回收技术的应用情况、节能减排效果进行有效分析，供同行参考。

关键词：工业锅炉；余热回收；节能减排

我国是煤炭的消耗大国，根据国家统计局发布的数据，煤炭的消费占整个能源消费量的70%左右。表1为我国近年来的煤炭的消费情况。

表1 近年来我国煤炭消费情况[1]

由于效率低，造成能源的很大浪费。以工业锅炉为例，我国现有燃煤工业锅炉60万台以上，每年耗煤占煤炭生产总量的25%，但平均的锅炉效率只有60%[2]，比先进国家80%的效率低20个百分点以上，仅此一项，每年浪费标准煤近2亿吨。

1 影响锅炉效率的主要因素

锅炉热损失主要有排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失。就工业锅炉而言，为提高机组效率，主要是通过调整运行方式尽量减少各种损失和提高蒸汽参数，减少减温水量和排污量。而近年来余热回收的概念越来越多地被推广，余热回也成为除运行方式、参数控制之外，提高电站热效率的重要手段之一。

2 工业锅炉余热回收措施

工业锅炉运行过程中排放出大量的废水、废气、废渣，这些废物均含有较高的热量，具体很高的回收价值。主要的余热回收手段包括以下几项：

2.1 锅炉排污的热量回收

控制好工业锅炉中锅水的水质符合的标准，使炉水中固态溶解物在一定限度以内，需要从锅炉中不断地排出碱量、含盐较大的水渣、松散状的沉淀物、污泥等，这个过程就称为锅炉排污。

锅炉的排污率一般是锅炉容量的3%～10%[3]，为了使这部分排水带出的热量不被浪费，我们可以通过换热器降温利用热量后再排出。

2.2 低温烟气余热回收

热电厂中，锅炉主要的热损失就是排烟热损失。它是锅炉热损失当中最大的一项，一般为8%～11%，占锅炉热损失的60%～80%左右。排烟温度每升高15℃～20℃，将使锅炉热效率下降1%左右。但过份降低排烟温度，又会加剧尾部受热面的低温腐蚀。一般电站锅炉的排烟温度为110℃～160℃，工业锅炉为180℃～250℃。一般这部份烟气称为低温烟气。因此，为了保证锅炉的正常运行，又减少排烟损失，可以对这部份低温烟气进行余热回收。

2.3 冷凝水回收

冷凝水的回收分为两种方式，一种是开放式冷凝水回收，一种是密闭式冷凝水回收。

开放式冷凝水回收装置即将用汽设备排放的蒸汽冷凝水通过地沟管道集中回收到一个敞口的地下水池中，冷凝水携带的蒸汽和冷凝水因减压到常压后闪蒸的二次蒸汽排空或加以利用，剩下的近100℃冷凝水自然或加冷凝水降温后，再用泵输入软水箱，作锅炉补给水。

密闭式冷凝水回收装置即用汽设备排放的冷凝水经架空或地沟管道集中回到密闭集中水罐中，然后利用高温冷凝水综合回收装置将100℃以上的软化水直接输入锅炉，组成一个从供汽到回收的密闭循环系统。

2.4 汽轮机冷却水余热回收

带有发电站的工业锅炉，电站需要以水作为冷却介质，对凝汽器中的蒸汽进行冷却。汽轮机凝汽器热交换后的冷却水经冷却设施冷却降低温度后，又输送至凝汽器循环使用的供水系统。通常汽轮机凝汽器热交换后的冷却水只有40℃～45℃，由于温度较低，这部份的热量往往被忽略。但对这部份热量进行回收，不仅可以减少热损失，还降低了冷却设备的负荷。

2.5 高温炉渣余热回收

蒸汽锅炉在燃烧过程中会产生大量的高温炉渣，炉渣中含有大量的物理热能（一般有800℃～950℃），其物理热损失直接关系到锅炉的经济运行。锅炉高温炉渣热能被回收，可有效提高锅炉的热效率2%以上。

工业锅炉在实现以上余热回收之后，将大大减少热量的损失，提高锅炉热效率。

3 工程实例

广东开平市某印染厂热电站，两台35t/h循环流化床锅炉，机组容量1.2万千瓦。该热电站充分回收了各种余热，包括①开式冷凝水回收；②废水、废气余热回收；③高温炉渣余热回收。这些项目实施均取得了良好的节能效益，包括：

3.1 开式冷凝水回收

通过对生产过程中冷凝水回收，每年回收温度为80℃冷凝水5万吨。回收的热量折合标准煤385tce。

3.2 废水、废气余热回收

除盐水分别与汽轮机冷却水、连续排污水、开式冷凝水回收中冷凝水携带的蒸汽和冷凝水因减压到常压后闪蒸的二次蒸汽、低温烟气进行热交换。热交换流程可见图1。

图1 除盐水热交换流程

余热回收的数据可见表2。

表2 余热回收数据统计表

从表2的数据可以看到，通过四级的余热回收，每月可以将8894吨的除盐水从26℃加热到80℃，回收热量折合标准煤823tce/年。

3.2 高温炉渣余热回收

在蒸汽锅炉排渣处安装水冷滚筒式炉渣热量回收设备，不仅回收了炉渣中的热量改善现场环境，还解决了排渣温度与体积的矛盾设备能连续排渣，还能随锅炉运行负荷的变化连续调节，提高锅炉运行的可靠性和稳定性。炉渣余热回收的有关数据可见表3。

表3 炉渣余热回收数据统计表

从表3中的数据可以看到，实现炉渣余热回收可以将7286吨除盐水从26℃加热到82℃，回收热量折合标准煤699tce/年。

该热电站年均标煤消耗量为45000tce。实施的三项余热回收项目共回收热量折合标准煤1907tce/年，回收的热量全部用于锅炉本身，使得锅炉的热效率提高了约4%。

4 结论

工业供热锅炉的节能工作，是降低能耗、减少环境污染、造福子孙后代的有益事业。通过充分的利用锅炉废气、废水、废渣的余热，可以大大减少工业锅炉的热损失，从而提高锅炉的整体热效率。

参考文献

[1]中国统计年鉴，2012

[2]殷永江，火电厂锅炉节能减排技术探讨，工艺与技术，2012

[3]郝庆功，关于电力工程锅炉节能排污技术的探讨，2011（11）

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