基于锅炉余热回收技术的特种设备节能降耗探析

刘洋

摘 要：当经济发展到一定程度之后，人们的思想意识也开始转变。最近几年，我们国家的经济高速发展，此时各个行业都开始适时地转变发展方式，由过去的粗放型逐渐朝着集约化发展，此时广大群众更加的重视节能工作。伴随着国家不断出台节能法规，目前节能理念已经深入人心，回收再利用就成为了当前非常受人们关注的热点内容。特别是对于那些资源使用量大，废弃物质排放多的装置，通过能源回收使用可以发挥出意想不到的好处。对于特种装置来讲，它们在运转的时候会使用很多的能源，而且还会释放较多物质。只有合理的回收使用，才能够降低能耗，才能够更好的保护生态，降低相关单位的运作成本，增加利润。作者具体的分析了锅炉余热利用工艺相关的内容。

关键词：锅炉余热回收；特种设备；节能降耗

1 研究背景

通过分析有关的数据我们得知，当前我们国家的特种装置的能耗非常高，排放的物质占据的比例很大。就拿锅炉来讲，当前我们国家使用的锅炉大约有60万台，而有超过四分之三的设备运转依靠的都是煤炭。整个行业单年耗用的煤炭超过4亿吨，但是其产生的热效率只有65%，较之于国际优秀水平有较大的差距。

2 锅炉燃料热损失的组成部分

在锅炉运行中满足Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6的能量守恒等式，其中Q为锅炉燃料燃烧输入的总热量，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6分别为锅炉散出的热量，根据能量守恒定律两者相等。其中Q1为锅炉有效利用热量，即工质焓变吸收的热量，也就是在单位时间内工质在锅炉中所吸收的热量。Q2指的是排烟过程中烟气带走的热量损失值，Q3为燃料化学燃烧过程中由于燃料燃烧不充分造成的热量的损失部分，Q4为由于机械不完全燃烧造成的热量损失，包括从炉中排出的煤，灰渣中含有的可燃物和随烟气飘出炉外的飞灰中含有的可燃物。Q5指的是锅炉散热造成的热量损失。Q6指的是灰渣物理上的热损失。

锅炉热损失主要由Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的值体现。排烟损失指的是设备烟气释放造成的能量损失，它是各种损失中最为严重的一种。化学未完全燃烧造成的热损失主要是因为在燃烧的是会后，炉内的气体含量指数以及气流等干扰，使得一些气体没有有效释放就排出，最终导致热能耗损。机械未完全燃烧热损失主要是因为设备炉膛在燃烧的时候，因为一些固体物质没有充分燃烧就被灰尘带到炉子外面了，此时导致能源得不到合理的使用。具体来讲，这种问题的形成和物质的特性以及炉膛的气温有着非常紧密的关联。散热损失指的是因为设备暴露在大气里面，伴随着热量传递而导致热能损失。

3 锅炉燃料热损失的原因及回收方式

根据锅炉燃烧热量守恒等式可以发现，锅炉燃料燃烧热量的损失主要有排烟损失、化学未完全燃烧热损失、机械未完全燃烧热损失、散热损失和灰渣物理热损失。要充分利用锅炉燃料，实现特种设备的节能降耗就需要从燃料热损失的角度进行考量。当前我们在减少热能损失的时候，主要是经由回收热能，提升设备的利用率，来实现节能意义的。

通过分析设备的热损失情况，我们得知当前的热量回收工作包括三个要点，分别是锅炉排放烟气、锅炉介质热量回收和锅炉残渣回收利用。所谓的锅炉排烟再利用，指的是经由对烟气降温，使得其散发热能，进而对此热能多次使用，最终起到节能的意义。而锅炉介质相关的回收工作指的是借助水以及蒸汽降温，确保介质释放热能，最终将热能合理运用。对于第三种来讲，它指的是经由残渣的多次使用，确保热能得以释放，或是把残渣转变为肥料，最终实现节能目的。

4 锅炉燃料余热回收技术应用

针对锅炉热损失的情况以及相应的回收技术分析，目前对锅炉燃料燃烧形成的热能排放损耗也有相应的技术支持进行回收。对于锅炉燃烧排放的烟气进行热能回收的技术包括加装省煤器、蒸汽发生器和空气预热器等。省煤器是在锅炉的尾部排烟管道中利用锅炉排放烟气的温度通过热面接触将锅炉给水进行加热，使锅炉给水达到汽包压力下的饱和状态，从而降低烟气排放温度，将烟气中含带热能进行回收，实现热量资源的重复利用。例如某冶金行业的大型锅炉设备，前期运行时煤气热值产量只有2900kJ/Nm3，经过省煤器的安装，锅炉热值产量提高到了3268kJ/Nm3。同时，因为设备在给水，进入汽包以前的时候，就经由省煤器开展了预热活动，此时能够防止给水吸收热量，最终降低了单位的投资。蒸汽发生器和空气预热器原理与省煤器类似，蒸汽发生器通过利用锅炉中排放烟气带有的热量将其它设备用水加热成蒸汽进行利用。空气预热器是通过利用锅炉排放烟气的热量将其它生产设备实现空气的加热，进而使得热量能够多次使用，减少了投资。

在回收锅炉介质中的热能的时候，我们经常会用到两种方法，分别是蒸汽回收装置和冷凝水回收技术。蒸汽回收装置通过闭合回收系统，通过管内凝结水的流动将蒸汽中的热量进行吸收并输送到锅炉系统中释放，实现热能回收利用。因为该装置本身是个闭合的体系，因此不用单独处理管中的水，此时就降低了投资，而且使得步骤更加精简，能够明显的提升利润。冷凝水回收技术一方面通过冷凝水的过滤回收再次用于锅炉设备中实现水资源的重复利用，另一方面通过喷淋水旁路系统，确保了锅炉释放的气体可以在短时间内变冷，进而挥发热量，确保了设备的补水气温上升，最终保证了热能循环使用，实现节能的意义。

燃料残渣剩余热值的回收通常通过对煤渣进行回收实现，例如将煤渣做成蜂窝煤进行再次利用或者将燃料灰渣进行处理用作生物肥料。锅炉燃料废渣一方面可以将残渣进行脱硫处理后再次燃烧利用，确保那些燃烧不充分的物质可以二次燃烧，把释放的热量合理的运用。另外，通过把煤渣以及水泥等适当的配比，确保了建筑物质能够被再次的使用。而且，因为煤渣里面有许多的矿物成分，这些矿物质本身是一种非常好的肥料，所以，我们可以经由合理的处理煤渣来增加农业产值，提升利润。

5 结束语

通过上述我们发现，当前时期特种设备的能耗相当严重，要想降低耗损，增加效益，就必须积极的开展节能工作。经由不断的研究锅炉装置的预热利用情况，我们得知当前这些设备的热能耗损是由多种要素导致的。要想降低其耗损的话，就要合理的回收利用热能，只有这样才可以降低耗损，才能够增加相关单位的收益。而且，还能够精简产能环节，减少投资，提升最终的利润。最主要的是对生态保护有益处。

参考文献

[1]孙士华，李昌勇.带三次风管过热锅炉余热发电系统的效益分析[J].水泥，2010，10（12）：23-24.

[2]刘素琴.循环流化床锅炉烟气余热的利用[J].商品与质量·建筑与发展，2013，11（12）：886.

[3]张立寅.安装锅炉余热回收装置效果分析[J].中小企业管理与科技，2013，2（12）：304-305.

[4]张纲.高耗能特种设备节能工作大有可为[J].节能与环保，2012，10（1）：18-19.

[5]国家质检总局特种设备局关于进一步做好高耗能特种设备节能工作的意见[J].中国特种设备安全，2013，24（8）：1-2.

[6]竺哲明，孟国刚，寿明耀，等.“导育训”合一“关转升”并举—关于高耗能特种没备节能工作的思考[J].中国质量技术监督，2012，21（12）：56-57.