热电厂锅炉烟气余热综合利用
【摘要】发展国民经济重要物质基础之一就是能源，其关系到社会未来的经济发展，我国为了能够更好的建设社会主义社会节约能源是一项重要策略。对锅炉烟气余热综合利用，有利于提升利用能源的效率，只有这样热电厂企业才能具有较强的竞争力。
【关键词】热电厂；锅炉；烟气余热
0 引言
在一定的技术经济环境下，余热是能源设备中没有被利用的能源，也就是废弃与多余的能源。它包括废气高温余热、余热冷却的介质、废弃水产生的余热等。按照对各个行业总资源余热进行的调查发现其在消耗总燃料中占据了18%-70%，可以利用回收的余热资源在总体余热能源中所占比例是60%。没有被充分利用的大量余热表明，假如在空气中直接排放烟气，不仅会造成气温上升，对环境造成污染，并且耗费了大量的能源，因此对热电厂锅炉烟气余热的综合利用已经成为节能的重要措施。
随着《火电厂大气污染排放标准》GB13223-2003的全面执行，国内火力发电厂陆续建设了烟气脱硫装置，由于湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺技术最为成熟，绝大多数电厂均采用此种湿法脱硫工艺。采用湿法脱硫装置后，进入脱硫塔的烟气温度约70℃。近年来，随着GGH运行之后带来的一些问题，很多火力发电厂开始不设置GGH，进入脱硫吸收塔的烟气温度约130℃，这些烟气内部蕴藏着巨大的能量，他们进入脱硫吸收塔之后，再经过雾化的脱硫浆液喷淋，出口烟温会降至50℃甚至更低，不仅耗水量巨大而且损失的热量是惊人的（2×00MW机组约有9.3×107kJ/h），由此可见，烟囱排烟的损失是巨大的，如果能充分利用这些热量，将显著提高热电厂的热效率。
1 热电厂锅炉烟气余热综合利用的价值
热电厂锅炉烟气余热被称之为二次能源，一次能源如石油、煤炭等各类可燃气体应用在加热和冶炼等工艺之后都会出现以各种模式存在的余热。在动力热能等方面出现的高污染和能耗的重要原因就是大量排出的锅炉烟气，对烟气相关污染物造成直接影响的就是锅炉实行的排烟工艺，除此之外还包含了排烟产生的温度。对于一般的小型锅炉，分煤过程中高硫的燃用，其排烟产生的温度比较高，具体是在180℃到220℃之间，大中型锅炉具有的排烟温度具体是在110℃到180℃之间。因此锅炉运行过程中的排烟属于一个极大的余热潜力资源，排烟产生的温度既耗费了很多的能源，又对环境热污染造成十分严重的影响。国家在努力提倡减排节能、利用能源的大背景之下，提升锅炉运行效率、减少锅炉排污量具有重要的利用价值。
2 热电厂锅炉烟气余热利用技术
2.1 解决锅炉烟气余热的方法
在现实的操作中，烟气余热综合利用工艺具有较大的难度，主要是由于较低的排烟温度，利用一般的换热装置，存在于锅炉受热面积尾部的烟气减小了传热温度之差，增大了传热面积，在一定的空间内安置了较多且密的管，致使烟气加大了流阻，引发风机动力产生了较大的消耗，增多了初级设备的投资和金属的耗损。通常状况下，每次排烟升高15到20℃，大约降低的锅炉热率是1%。相反，每次排烟降低15到20℃，大约提升的锅炉热率是1%。在现实的使用过程中，排烟温度较低，会令受热低温面的温度低过酸露点，进一步致使金属热面遭遇比较严重的腐蚀，对锅炉安全运行产生危害。假如利用近些年来出现的管式换热器，经过省煤器处理后组织回收烟气余热，以便能够降低排烟过程的温度，既能够防止以上的问题，又能够有效提升利用热能的效率，尽可能减轻烟气高温带来的热污染，这种热管类型的换热器具有较小的热阻，较高的热流密度，在较小温压的状况下也能够达到较大换热量的需求，可以避免一般换热器带来的不足。
2.2 回收锅炉烟气余热设备
由于热媒式换热器具有较多的运转设备，对设备养护工作需要较高的费用，同时提出了较为严格的系统要求，因此，在国内的使用比较少。热管属于一种高效且新型的传热设备，传递内部的热量主要依靠循环体系，它具有的热导率相当于金属的几倍。热管式换热器使用的传热材质相较于其他类型的换热器，在能源利用、废热回收、原料节约、成本节省等方面具有绝对的优势，尤其是在回收中低温余热中的应用，并且大量应用于锅炉回收余热过程中，同时获得了显著的节能效果。
2.3 回收锅炉烟气余热的方法
烟气余热进行回收时，可以利用空气余热设备，使得空气进行燃烧加热，提升空气在锅炉中的温度，同时还要提高炉膛内的温度以及降低排烟产生的温度，最终提升燃烧产生的效率。通常每降低排烟温度10℃，可以提升锅炉使用的效率是0.5%-0.6%，除此之外也能够使用省煤器，加热处理之后为锅炉提供水，提高给水过程中产生的温度。目前电站锅炉回收烟气余热的四种方式分别是：一是，利用转换能量设备，直接转化为回收能源的其他方式；二是，利用转化的能量，依然凭借热能的形式将烟气余热回收到热力体系；三是，可以采用双换热器，分别为烟气与循环水换热的烟气换热器和循环水与凝结水换热的水水交换器，这种二级换热方式的缺点是效率低，耗水耗电量大，优点是系统安全，且便于调节；四是，利用烟气回热加热器，让烟气和凝结水在换热器中直接加热，优点是单级换热、效率高，缺点是如果灰分高或者含有酸烟气腐蚀，热管容易泄露，安全性差。
3 锅炉烟气余热回收技术应用
烟气余热回收设备受热面的温度要比酸露点高出5-10℃，并且当锅炉出现煤
种、负荷等变化时，回收烟气余热设备受热面的温度可以自动进行控制，并且随时产生变化，始终比烟气酸露点高。将回收余热设备受热面温度作为可设计的基本参数，将回收余热设备换热器中流动的温度介质始终维持在恒定状态，同时可以按照吸放热之间的变化对排烟温度进行自由调整，以便能够充分适应锅炉煤种燃用或负荷产生的变化。
设计回收余热装备时可以将换热过程分为蒸发环节与冷凝环节，这两个环节存在并且相互连通，共同构成一个换热整体设备。因为在蒸发段中换热原件之间互相连通，令其传热媒质在内部密闭位置处于同一空间内。在设备开始工作时，传热媒质在沸腾的情况下，各个换热原件中包含了同样的饱和蒸汽压力。因此，传热媒质在腔体中拥有大体相同的饱和温度。通过传热学获知，传热媒质在腔体中处于沸腾情况下具有的传热系数比管壁外的传热烟气系统要大，因此，蒸发段的管壁不仅拥有同样的温度，而且其温度数值接近于媒质在腔体中的饱和温度。所以，只要对冷凝段存在的换热量进行有效控制，就能够有效控制蒸发段的温度。如此一来，我们通过蒸发段调节换热量对其受热壁面温度进行有效控制，并且将其置于烟气酸露点之上，进一步解决腐蚀和低温的问题。
通过以上论述，在空气预热器末级的水平或者竖直烟道上添加回收余热设备，蒸发段将壁温控制在100℃之上，超过烟气余热酸露点并且留有充分的余量，进一步确保换热装置不会结露、不会发生腐蚀，促使排烟温度下降到115℃，余热回收主要用在热水加热，能够加热除盐水到90℃。
4 结束语
锅炉烟气余热回收是我国目前解决能源缺乏的措施之一。在近些年内，我国开发能源的速度很难满足我国工业发展对能源增长需求，当前能源开发仅能达到工业增长需求总量的40%，与此同时开发能源需要较长的投资时间。例如，有些煤矿从探矿到煤炭采出总共需要8年的时间，则解决当前能源缺乏问题的唯一办法就是尽量节省能源，其中的重要工作就是对烟气余热充分回收。它具有投资较少、见效极快、收益巨大等特点，通常在当年就能看到效果，2年左右就能将投资收回，有些项目甚至利用半年的时间就能看到成效。不仅仅如此，利用烟气余热和其它节能方式，还可以提升生产水平和产品的质量。因此，要想在缺乏能源的前提下促使经济迅速增长，必须通过科学的方法应用烟气余热，因为充分利用锅炉产生的烟气余热，还能够有效解决环境造成的污染。
【参考文献】
[1]邓寿禄，郑召梅.燃油锅炉烟气余热回收对锅炉热效率的影响[J].石油和化工节能，2008（6）.
[2]张兴璞，林青.浅谈锅炉烟气余热回收的应用前景[J].建筑科学，2008（4）.
