燃?xì)忮仩t在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，目前在供熱系統(tǒng)中，有10%左右的潛熱尚未被開發(fā)和利用，如何有效回收煙氣余熱及包含的水分，對提高鍋爐

燃?xì)忮仩t在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，目前在供熱系統(tǒng)中，有10%左右的潛熱尚未被開發(fā)和利用，如何有效回收煙氣余熱及包含的水分，對提高鍋爐熱效率具有非常大的實用價值。有效對煙氣余熱進(jìn)行回收，在提高鍋爐熱效率的同時可減少排放污染，對提高經(jīng)濟效益和節(jié)約能源具有重要意義。

01

燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收基礎(chǔ)理論

甲烷是天然氣的主要成分，其中的氫含量很高，在燃燒之后產(chǎn)生大量的煙氣，煙氣中存在部分硫化物、碳化物和氮化物，排煙過程中會帶走大量的余熱，其中包括水蒸氣的汽化潛熱，排煙損失是燃?xì)忮仩t的主要熱損失。如何將這部分余熱加以利用，提高鍋爐熱效率是燃?xì)忮仩t行業(yè)需要深入探討研究的課題。

02

燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收發(fā)展歷程

2.1早期技術(shù)

在早期階段，燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收主要是加熱助燃鍋爐回水或者助燃空氣，但在溫度影響下，傳熱溫差小，導(dǎo)致對傳熱的受熱面積要求比較大，在空間與經(jīng)濟性的限制下，只有一部分煙氣能夠被回收，還有大量的煙氣產(chǎn)生的余熱并沒有被利用。

2.2冷凝式技術(shù)

冷凝技術(shù)是在原有煙氣余熱回收基礎(chǔ)上，通過回收裝置將鍋爐中排放的水蒸氣潛熱和顯熱進(jìn)行回收。我國的煙氣冷凝技術(shù)發(fā)展時間較短，伴隨環(huán)保節(jié)能要求的持續(xù)強化，煙氣冷凝技術(shù)得到廣泛重視，相對于西方發(fā)達(dá)國家，我國的技術(shù)研究僅局限在冷凝技術(shù)熱交換器方面，仍依靠西方理論技術(shù)實施操作，國內(nèi)并未成熟的商業(yè)化技術(shù)。

03

燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收應(yīng)用策略

3.1換熱器回收技術(shù)

熱換器是煙氣余熱回收技術(shù)中被廣泛采用的一種形式，選擇適合的熱換器是回收技術(shù)的關(guān)鍵步驟，主要分為間接接觸方式和直接接觸方式兩種。

（1）間接接觸式換熱器。此種方式對換熱后的水質(zhì)情況不會產(chǎn)生影響，在進(jìn)行熱交換過程中水和煙氣不直接接觸，由于冷凝水中的酸會對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，要求間接接觸式換熱設(shè)備具有很高的抗腐蝕性，同時，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，對安裝空間的要求也比較大。

（2）直接接觸式換熱器。直接接觸式余熱回收熱換器的傳熱系數(shù)較大，不容易受到空間的影響，熱傳遞系數(shù)比較高，熱量回收的能力強，同時，在過程中對設(shè)備有一定的清洗效果，對熱換器設(shè)備的抗腐蝕性也沒有很高要求。

3.2熱泵回收技術(shù)

天然氣鍋爐余熱回收要求供熱中的回水溫度比煙氣露點溫度低，如果高于煙氣露點溫度，可以采用熱泵設(shè)備對余熱回收加以利用，熱泵可采用電壓縮式和吸收式兩種，其中吸收式的應(yīng)用更為廣泛，但是吸收式的成本較高，需要較大的設(shè)備放置空間。吸收式熱泵回收煙氣余熱分為封閉式與開放式兩種，兩種方式都可以提高換熱效率，避免設(shè)備出現(xiàn)腐蝕問題，將煙氣中的熱量和冷凝之后的潛熱全部回收。

3.3燃?xì)忮仩t煙氣回收設(shè)備

裝置燃?xì)忮仩t回收裝置可分為接觸式、間壁式和蓄熱式三種，接觸式煙氣回收一般以水為主要的介質(zhì)，水與煙氣直接接觸，把煙氣中的溫度降低到露點溫度以下，實現(xiàn)吸收煙氣熱量的目的。間壁式余熱回收是用間壁把介質(zhì)分割開，設(shè)備體積大，對鋼材的消耗量也較大，目前，更多利用不銹鋼的材質(zhì)作為換熱面，以提高設(shè)施的抗腐蝕性。間壁式換熱中也包含了熱管換熱方式，以其可靠性、高導(dǎo)熱性得到普遍應(yīng)用，缺點是成本比較高，不具備抗腐蝕性。蓄熱式換熱器是通過填料和介質(zhì)的能量儲存，使熱量在兩種流體之間傳遞，被廣泛應(yīng)用在大型的燃?xì)忮仩t預(yù)熱過程中，但如果燃?xì)忮仩t全部采取這種方式回收余熱，成本太大，蜂窩陶瓷材料的利用，有效減低成本支出，使設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊。

3.4冷凝式鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)

直接接觸冷凝式一般將水作為介質(zhì)，煙氣和水份在接觸時交換熱量，實現(xiàn)顯熱和潛熱交換，過程中對煙氣排放還發(fā)揮凈化作用，直接接觸冷凝式可以將排放煙氣的熱量基本上都吸收利用，實現(xiàn)污染物零排放的效果，具有提高熱效率，成本降低，回收時間短、安裝維護(hù)便捷等優(yōu)點。間接接觸冷凝式一般適用于工業(yè)鍋爐中，可以有效降低排煙溫度，提高鍋爐效率，具備換熱能力高，遠(yuǎn)程傳熱，傳熱能力更為安全可靠。

04

燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收中的問題分析

在煙氣余熱回收過程中，除了對熱量充分利用之外，還要重視其中涉及到的相關(guān)其它技術(shù)問題，包含煙氣冷凝中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)處理，煙氣排放問題、設(shè)施設(shè)備防腐問題等。

4.1排放煙氣的問題

燃?xì)忮仩t在煙氣冷凝回收之后，通過煙囪進(jìn)行排放，具體排放情況受地點和環(huán)境條件的影響，會出現(xiàn)無法順利排出的情況，需要利用設(shè)備、技術(shù)將煙氣排放出去，目前采用最多的是煙氣再熱的方式，就是利用把冷凝煙氣和旁通支路進(jìn)行結(jié)合的方法。

4.2處理冷凝液體

煙氣經(jīng)過冷凝回收之后，其中的水蒸氣在過程中被冷卻，產(chǎn)生冷凝液體具有很大的酸性。對冷凝液體的處理方法一般有通過添加藥劑進(jìn)行處理，利用土壤進(jìn)行吸收和相應(yīng)進(jìn)行稀釋的方法。處理后的液體大都排放到市政管網(wǎng)中，在一定程度上造成水資源浪費。冷凝液體可以通過酸堿中和后進(jìn)入集水設(shè)備中，在通過水處理系統(tǒng)，利用到不同的領(lǐng)域。

4.3設(shè)施設(shè)備抗腐蝕問題

燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收過程中，產(chǎn)生的腐蝕情況會影響回收設(shè)施的使用壽命，解決這個問題有兩種方法，第一是抗腐蝕的材料進(jìn)行代替，在常規(guī)設(shè)備上利用新型材料進(jìn)行鍍膜，提高抗腐蝕效果的同時，提高設(shè)備傳熱性能。第二是在進(jìn)行冷凝工作之前，進(jìn)行相應(yīng)的凈化處理，減少酸性物質(zhì)的排放，在回收循環(huán)水中添加含有堿性的藥劑，發(fā)揮出抗腐蝕的效果。

4.4煙氣凈化問題

煙氣凈化主要是控制其中的硫和硝兩種化學(xué)物質(zhì)，通常采用的方法有催化與非催化兩種還原法、吸附法、吸收法等。這些方法在實踐利用中取得了一定的成效，但仍存在材料消耗大和成本高的問題。因此，開發(fā)出效率更高、成本更低的凈化技術(shù)非常重要，具體實施過程要結(jié)合實際情況進(jìn)行對比，選擇合適的凈化手段。

4.5優(yōu)化匹配和系統(tǒng)集成問題

燃?xì)忮仩t煙氣余熱回收技術(shù)，要求把回水問題低于煙氣的露點問題，低溫供熱系統(tǒng)可以提高回收效果，但中高溫采暖設(shè)施，適合熱泵技術(shù)進(jìn)行煙氣回收。目前，集中供熱系統(tǒng)都是在末端裝置回收裝備，對煙氣排放形成阻礙的同時，也加大維修的難度，解決辦法是在管道中設(shè)置旁通裝置。