锅炉尾部烟气余热利用研究

张功

摘 要：在科学技术不断发展的背景下，我国不少火电厂取得了一定成效。就像可以将锅炉尾部的烟气余热通过凝结水系统来完成对其加温，在一定程度上降低了由于机组回热抽汽而导致的损失，同时还完成了锅炉排烟温度自动控制，循环系统的工作效率也有了一定的提升，在应用了这些新技术之后，大大的提高了我国的火力发电技术。锅炉尾部烟气余热的利用符合我国节能减排的准则，同时还有效提高了火电厂的生产效率，本文主要就该技术进行简单的介绍。

关键词：锅炉 尾部烟气 余热利用

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）11-0-02

引言

经济的发展以及科技的进步都在一定程度上加大了人们对电的需求，随之而来的问题还有日益增大的火力发电厂的能源消耗和尾气排放。在我国的总电能当中其中大约有百分之八十左右都是有火力发电厂生产的，但是因为受外界以及设备自身技术所制约，从而造成在具体的生产环节，并没有完全将燃煤的燃值合理利用。在时代不断进步的环境下，对于各种能源的需求是越来越大，从而导致了煤价不断上涨，环境问题的日益严重化使我们面临着很大的挑战，如此以来火电厂要想取得长期可持续发展就必须要积极采用新技术，合理利用燃煤热能。

一、锅炉排烟余热利用的必要性

现阶段大气污染情况十分严重，这在一定程度上和锅炉所排放的尾部烟气有着一定的关系，之所以会这样说其实有两个方面的原因，其中一方面是烟气的直接污染，而另外一个原因就是烟气的温度。

锅炉效率 η=100-（q2 + q3 + q4 + q5 + q6）（%），其中：q2：排烟热损失——烟气离开锅炉末级受热面时带走的热量，是锅炉最主要的热损失；q3：化学未完全燃烧热损失——燃烧过程中产生的可燃气体未完全燃烧而随烟气排走所造成的热损失；q4：机械不完全燃烧损失——燃料中的可燃碳颗粒未完全燃烧随同灰渣排出炉外所造成热损失；q5：散热损失——锅炉运行中由于处于非理想的完全绝热状态，锅炉产生的热量通过炉本体、烟风道、汽水管道等设备的外表面散发出来的热损失；q6：灰渣物理热损失——炉渣排出炉外带走的热损失。

一般情况下对大、中型锅炉，q3、q4、q5、q6已无过多潜力，但q2不一样，其排烟温度在110℃～180℃，而小型锅炉，燃用高硫分煤时，排烟温度也比较高，在180℃～220℃范围，所以锅炉尾部烟气所产生的余热是一个非常有潜力的资源，排烟温度在对环境造成热污染的同时还造成了大量能源的浪费。现阶段我国对于环保问题十分重视，因此提高锅炉效率、降低尾部烟气的排放就具有很大的必要性。

二、烟气余热回收难点及措施

1.低温腐蚀及措施

由于锅炉出口的排烟温度较低从而导致金属受热面出现了腐蚀的情况，现阶段解决该问题的主要方法是结合煤种，将烟气的酸露点计算出来，然后再进行排烟温度的选择，而不足之处在于排烟温度高，会造成大量q2的损失。要想有效的避免该情况的产生，现阶段有关技术部门推出了含有氟聚合物的新型材料（例如 PTFE），经试验表明，该材料可以很好的避免金属腐蚀的情况。

2.换热管的积灰问题

由于现阶段在锅炉当中应用了含有氟聚合物的新型材料-PTFE，其本身不但具有一定的自清洁能力，而且在粘性方面也有一定的优势，烟灰在经过锅炉口的时候不易粘在那里，如此以来，就在一定程度上节省了检修的时间。除此以外，如此能够将锅炉的入风温度再调高上来，就可以使空预器管壁的温度有所减小，进而有效的预防了结露现象的产生。另外在现阶段的发展过程中，换热管积灰的情况一直是阻碍电厂进步的一个重要原因。归于该情况，以往电厂都是将烟速调到合适的速度并确保各个换热管之间的处于适当的距离再配合吹灰装置进行处理。在使用了含有氟聚合物的新型材料以后，在一定程度上能够降低积灰量。

三、锅炉尾部烟气余热回收方案

其实根据大量的实际应用效果来看，尾部烟气余热回收技术还有一定的问题存在。而问题的源头则在于排烟的温度，在温度达不到一定程度的时候，如果使用了传统的换热器，工质以及烟气之间的温差就会有所减小，一旦出现这种情况增加传热面积，然而所安装的换热器超出了该空间的可容纳量，就会造成烟气流动阻力增加的情况，从而会在一定程度上对引风机的电耗量造成一定的影响。现阶段国内外在锅炉尾部烟气余热回收方面一般情況下都是利用焊接板式换热器、GGH换热器、热管换热器、热媒式换热器和低压省煤器等。但是值得注意的就是这种焊接板式换热器的原材料之一是特种不锈钢材，经过专用的模具处理之后方可投入使用，因此表面的光滑度比较高，很少出现结垢的情况。再者其在设计方面采用了波纹形态，如此就算是流速较低的时候也不会对湍流造成任何影响，传热效果非常理想。除此以外，相关人员在结构方面也把握的很好，其紧凑性较强，良好的传热效果和便捷的使用性能，导致其能够更好的代替传统的管壳式换热器。

四、锅炉尾部烟气余热利用方案

锅炉尾部产生的烟气余热不但能够直接进行回收利用，还能够利用换热器来实现间接利用，下面我们对此简单的介绍：

1.预热凝结水

利用排烟余热加热凝结水，提高凝结水温度，从而提高锅炉给水初温，改善热力循环效率。具体做法是在尾部烟道内设置热交换器，使一部分凝结水直接与烟气进行热交换，然后再把热量带回凝结水系统。

2.预热凝结水助燃空气

在燃料进行燃烧的时候通常需要助燃空气，利用锅炉尾部烟气的余热来对助燃空气进行预热，在降低排烟损失的同时，还能够在一定程度上对锅炉的效率有所帮助，除此以外，在化石燃料的使用量方面也有所减少。

3.对一些工业燃料和物料进行预热

工业单位在预热燃料的时候可以通过锅炉尾部烟气的余热来实现，比方在对加热炉的入炉煤气进行锻造的过程中就采用了该方法，在将燃料的入炉温度提高的同时还在一定程度上大大的节省了原材料的消耗。除此以外，在对冷物料（如钢锭、钢坯）预热的时候也可以采用该方法，在减少燃料消耗的同时还节省了入炉的时间，对于锅炉生产力的提高有很大的帮助。

4.间接利用

采用水水热交换方式，使烟气与闭式水进行热交换，吸收烟气余热后的闭式水进入水水换热器内与采暖水或者其他用途的水进行热交换，从而获取采暖所需的热水或者其他用途所需的熱水。

5.余热制冷

通过锅炉尾部所排出的烟气余热实现制冷的效果其实是利用吸收式制冷系统实现的，主要的作用原理是通过制冷工质的状态变化，然后通过低温物体把热量去除掉，紧接着将其传递给温度较高的介质。根据热力学第二定律所说，要想完成热量由低向高的传送，其过程当中必须会有能量的消耗来进行补偿。我们这里所讲到的吸收制冷系统就是利用消耗热能的方法来实现制冷作用的一个装置。

五、建议

除了上述的尾部烟气余热回收利用方案之外，还特别需要注意以下几点：①务必要确保相关设备具有良好的换热作用，这主要是因为受原件表面的积灰程度以及受热面积的影响较为严重。所以要想真正的将换热效率提高上来，就一定要将设备的换热问题处理好。②具体工作的时候为了确保得到真实、合理的节能数据，需要对其进行计算，如此就要有效的避免发生多次计算的现象，这就要求在计算的时候对于锅炉的效率可以忽略不计，重点考虑汽轮机做功的功率，这主要是由于计算锅炉热损失的排烟温度是设备的出口温度，烟气余热利用技术仅仅是对排出的废热进行了利用，却没有提高锅炉的效率。

结束语

大到社会经济的发展小到人们的日常生活都离不开能源，它是发展国民经济的主要物质基础，因此要想确保我国社会经济的长期可持续发展，就一定要节约能源，尽可能的提高能源的利用率。现阶段我国各个市场竞争都比较激烈，企业要想在此环境当中脱颖而出，就必须要加强创新技术的应用，提高节能减排的工作质量。在火电厂当中应用换热器在一定程度上提高了锅炉的利用率，同时在结合相应的节能措施，可以节省一定的燃料，企业在获得丰厚经济利润的同时，温室气体的排放量也有所减少，长此下去，对于缓解全球气候变暖以及生态环境的改善都有一定的帮助，从而真正的实现了“低碳经济”的目标。

参考文献

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