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常見的燃氣鍋爐煙氣余熱回收技術介紹

2024.08.08

燃氣鍋爐中常用的煙氣余熱回收裝置，一般安置于鍋爐煙口或煙道里，煙氣余熱回收裝置周圍管箱，中間的隔板把兩邊的通道分隔開。

煙氣余熱回收裝置在工作中，高溫煙氣利用煙道對熱管有著向上力道的沖刷效果，在該種狀況下能夠導致熱管大量吸熱，使得煙氣放熱溫度降低，而熱管吸收熱量則能夠導致右端空氣或水受熱出現逆向沖刷問題，由于熱管放熱，使得空氣或水大量吸熱，從而導致溫度大幅增高，該種狀況下應該確保余熱回收器的出口煙氣溫度要等于或高于露點。

一、煙氣特性探究

天然氣的主要成分是烴，燃氣鍋爐所排的煙中水蒸氣占比較大，通過研究發現，燃氣鍋爐所排的煙氣在能夠利用的熱能里，其中水蒸氣的汽化潛熱占據了很大的比例。一般1立方米的天然氣在燃燒之后能夠釋放出1.55千克的水蒸氣，能夠產出的汽化潛熱大概是3700千焦/千克，在天然氣低位發熱中占比超過10%。

在傳統的鍋爐中，通常排煙溫度處于160~250℃之間，煙氣里的水蒸氣溫度過高，不會形成液態釋放汽化潛熱。所以傳統的天然氣鍋爐在理論上認為熱效率大概為95%，通過冷凝式換熱器能夠降低煙氣溫度，使溫度低于露點溫度，則能夠對煙氣里的水蒸氣凝結潛熱進行回收，將低位發熱量當作基準進行集散，則天然氣鍋爐的熱效率能夠達到甚至高于百分之百。

二、煙氣余熱回收的工作原理及回收原則

1.煙氣余熱回收的工作原理

導熱率高熱管是一種導熱元件，該熱管內部進行傳熱的方式關鍵為通過工作液體的氣液相變，該熱管的熱阻較小，有較高的導熱能力，有很好的經濟性，可以較為容易的使冷、熱流體進行完全逆流換熱，以此來獲取較為理想的對數溫差，并且沿測阻力較小，大概為20~30 Pa，該系統較為簡單，有很明顯的節能效果。

現在煙氣余熱回收裝置所能傳導熱量的溫度大概為30~1000℃。該種煙氣余熱回收裝置和傳統的裝置相比較更加的安全，所適用的范圍也愈加的廣闊，同時超導熱管的形狀獲得了較大的進步，更為靈活。

2.煙氣余熱回收的工作原則

將增加現有設備的運行效率作為關鍵，盡可能的降低能量的損失。因為有些熱設備能夠排出很多高溫煙氣，在此種狀況下應該增強對余熱的有效利用，一般情況下會對本設備及本系統實行優先利用，所采取的方法主要包括提早加熱物體和投入預熱助燃空氣等方法。針對那些余熱回收不能被本設備及本系統所利用的狀況可采用利用回收產出熱水或蒸汽的方法，通過這種方法來產生動力。

余熱所包括的種類有很多，以此進行回收的時候需要注意依照余熱的特征以及排出的狀況和數量、介質溫度等實行合理的可行性研究，以此來依照余熱的特征實現最大可能的回收，合理的對余熱能夠用到的設備種類及規模進行選擇，嚴格遵照有關標準執行，防止由于高壓高熱等因素導致的危險問題。

三、燃氣鍋爐煙氣余熱回收常用技術

1.相變換熱器

在相變換熱器中比較有特點的就是“相變”概念，對壁面溫度控制機理方面有了更為細致的敘述，在理論方面實現控制低溫腐蝕。而變相模塊，就是對熱管換熱器進行的整體化設計，保證溫度梯度處于一個較小的范圍中，同時將相變的時候對水量參數的調節進行匯集，以此來更為準確的調控壁面溫度。

該相變換熱器在進行工作的時候，通常把循環介質量與介質所處的工況當作調劑量進行使用，以此來更為準確的調控壁面溫度。

2.熱管技術

所謂熱管，就是通過汽化潛能進行能量傳遞的一類比較高效的傳熱裝置。熱管的體積較小，但有著很高的傳熱效率，有很好的節能效果。可由于其應用到的材料很受限，使得熱管在價格方面比較高，再加上在工業上投入使用的時間比較短，還有很多問題需要解決，因此還需進行深度的探索與研究。

3.冷凝鍋爐

在煙氣里面的水蒸氣具有很多潛熱，而使用傳統煙氣回收的方式僅僅面向的顯熱，使得很多的潛熱得不到利用，大大降低了鍋爐的熱效率。而冷凝鍋爐則通過煙氣冷凝余熱回收裝置，把煙氣中的顯熱以及水蒸氣中的潛熱應用到余熱鍋爐系統回水以及給生活用水進行加熱和鍋爐的補水，這樣既增加了鍋爐的熱效率，還將煙氣里的氮氧化物吸收進冷凝液中，大大減小了煙氣里酸性氣體的比例，降低了對環境的污染。

由于燃氣鍋爐的煙氣里擁有很多水蒸氣，適合應用此項技術；而對于煙氣里面水蒸氣比例一般的燃油鍋爐，使用此項技術具有非常大的潛力，還應進行深度的探究；對于燃煤鍋爐來說，由于煙氣里水蒸氣的占比很低，此技術不建議使用。

4.計算機控制技術的作用分析

燃氣鍋爐煙氣余熱回收過程，影響回收利用的質量和效率因素很多，其中控制技術起著非常重要的作用，主要表現在以下幾個方面：

第一，選擇排氣溫度可直接反映生產過程，容易衡量控制參數。通過自動控制系統的PID控制指令，對外界的各種干擾進行處理，通過對變頻器、電控閥等現場執行設備的控制，可以穩定地控制目標值；

其次，對于較大的干擾因素，可采用計算機控制系統控制設備的切換，保證整個回收過程的正常穩定運行；

最后，應用計算機技術可提高企業信息化水平，有效克服傳統燃氣鍋爐煙氣余熱回收效率低的缺點，為降低燃氣鍋爐的運行成本打下了堅實基礎。

總之，計算機技術在熱回收鍋爐煙氣中的應用，為實現自動控制，許多自動化技術是以計算機技術為基礎，因此，企業應根據鍋爐煙氣余熱回收的實際實施，技術、集成控制技術和計算機自動回收行業的不同控制，進一步提高鍋爐回收效率。

結語
隨著環保要求不斷提高，燃氣鍋爐煙氣余熱回收技術對效率的提高具有重要意義，有關部門和企業對燃氣鍋爐煙氣回收，需積極采取有效措施，在不斷提高熱回收過程中，結合工程實際應用情況，也需要合理采用煙氣余熱回收技術，進一步提高煙氣余熱回收效率。

內容轉載自：工業過程氣體監測技術
圖片來源于網絡

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