焙烧炉烟气余热高效利用

李力，杜海平（共享装备股份有限公司，宁夏银川750021）

焙烧炉烟气余热高效利用

李力，杜海平
（共享装备股份有限公司，宁夏银川750021）

焙烧炉、空压机等发热设备运行过程中产生大量热量排放至空气当中，造成大量能量浪费。目前余热利用已广泛应用于各类发热设备的能量节约项目当中。现有模式将烟气热量利用余热锅炉转化为热水中的热量，再利用热水进入水暖系统用来采暖或其他用途。此方法水管容易结垢堵塞、破裂，对循环水要求较高，通过热水采暖，热量需经过三次热介质的热量交换才能取到采暖效果，本文主要介绍烟气直接采暖高效利用的模式以及优点。

余热利用；热交换；采暖

近十年来，由于能源紧张，随着节能工作进一步开展，各种新型节能型炉窑应运而生，采用新型耐火纤维等优质保温材料后，炉窑散热损失明显下降。采用先进的燃烧装置可以强化燃烧，降低不完全燃烧量，空燃比也能达到最优水平。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展较慢。为了进一步提高窑炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节能途径。余热利用不仅能够节省企业运营成本，还能减少能源浪费。传统余热利用采用余热锅炉将热量转换为热水后进行二次利用，此模式使得下水管容易结垢堵塞、破裂，对循环水要求较高、介质转换次数多，利用率较低。本文介绍余热利用领域的一种直接、高效的利用方法。

1 常用烟气余热回收方案简介

1.1 气-水余热回收器

热管余热回收器，安装在锅炉烟口，回收烟气余热加热生活用水或锅炉补水。其构造如图1所示：下部是烟道，上部为水箱，中间有隔板。顶部有安全阀、压力表、温度表接口，水箱有进出水和排污口。工作时，烟气流经热管余热回收器烟道冲刷热管下端，热管吸热后将热量导至上端，热管上端放热将水加热。为了防止堵灰和腐蚀，余热回收器出口烟气温度一般控制在露点以上，即燃油、燃煤锅炉排烟温度不低于130℃，燃气锅炉排烟温度不低于100℃，节约燃料4%～18%.

图1 热管余热回收器示意图

1.2 气-气余热回收器

热管余热回收器安装在锅炉烟口或烟道中，将烟气余热回收后加热空气，热风可用作锅炉助燃和干燥物料以及厂房采暖。其构造如图2所示：四周管箱，中间隔板将两侧通道隔开，热管为全翅片管，单根热管可更换。工作时，高温烟气从右侧通道向上流动冲刷热管，此时热管吸热，烟气放热温度下降。热管将吸收的热量导致左端，冷空气从左侧通道向下逆向冲刷热管，此时热管放热，空气吸热温度升高。余热回收器出口烟气温度不低于露点。

图2 线材退火炉余热回收示意图

2 余热回收高效利用空气冷却器简介及工作原理

如图3所示，烟气冷却器安装至焙烧炉烟口或烟道中，烟气经过烟气冷却器后，通过除尘管路连接至除尘器后除尘排出；烟气冷却器与烟气通过垂直方向均匀分布的散热管，散热管端头轴流风机将外界冷空气吹进散热管，带走烟气中的热量，达到烟气降温效果。外界冷空气升温后，由主管连接高温引风机，热空气由高温引风机通过干管、支管及送风立管输送热空气至使用部位，通过风室将空气再次通入冷却管内部，达到多次加温的目的。

3 烟气余热高效利用优点

空气冷却器烟气余热利用具有以下优点：

1）热量利用率较高

仅需一次气-气的热量交换，降低热量在介质交换过程中的热量损失，烟气温度从400℃降低至200℃.

图3 烟气冷却器示意图

理论可回收热量计算如下：

其中：Q—每小时回收热量，k J/h；

L—烟气流量，m3/h；

Ρ—烟气密度，kg/m3

Cp—烟气定压比热，k J/（m3·℃）

T进、T出：分别为冷却器吸热单元前后的烟气温度（进口温度600℃，出口温度200℃）；

除去过程中的热量损失，热量可利用率可达到65%.

2）利用产物温度较高

冷却空气连续经过三次加热，在满足烟气降温的前提下空气可以提高至较高温度，可以实现更多的利用方式。

3）设备成本、运行成本较低

表1为烟气余热利用方式对比。

表1 烟气余热利用方式对比

4）设备管理、维护简单

余热锅炉、热管余热回收器为密封压力容器，需按照特种设备管理方式进行监管，空气冷却器无需人工管理，只需进行日常的预检预修即可。

4 总结

阐述了目前市场上应用的主要烟气余热回收方式以及高效利用方式。经过分析发现了传统的余热利用模式的弊端，通过改良弊端得出新的利用方法，使得烟气冷却器具有造价低、利用率高、管理方式简便的优点。在使用和总结的过程中完善利用方案，对烟气余热进行更加有效的利用，可以降低能源的排烟损失。

［1］王斌斌，仇性启.热管及其换热器在烟气余热回收中的应用［J］.工业加热，2006（05）：37-41.

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High Efficient Utilization of Roaster Flue Gas and Waste Heat

LILi DU Hai-ping
（KOCELMachinery CO.，LTD.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

A lot of heat caused by roaster，air compressor and other heat-generating devices results in a lot of energy waste.Now waste heat utilization equipment has been widely used in various heating energy saving project.The availablemodel is that flue gan heat is transformed waste heat into hotwater heat using boiler，then the hotwater is carried into hotwater system for heating or other application.Thismethod is easy to cause scaling，blocking and pipe rupture，and needs higher requirements for circulating water. However，if the hot water heat applied in the heating，the heat needs three heat exchange ofmedium get to the heating effect.The paper describes the efficient utilization of direct flue gas heatingmode and its advantages.

waste heat recovery，heatexchange，heating

TU834.6+34

A

1674-6694（2017）03-0057-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.03.019

2017-03-01

李力（1991-），男，汉族，宁夏中卫人，大学本科，机械设计制造及其自动化专业，现主要从事设备管理工作。