摘要：近年来随着社会经济的发展和新能源技术不断的提高，在生产生活上我国的能源利用方式已由过去的单一形式发展成为现在多种多样的形式，天然气作为绿色环保的燃料能源，受到社会各级的广泛推崇被广泛的开发和使用。当前，燃气锅炉在使用过程中排放的烟气温度较高，如果能够有效回收烟气余热，降低烟气的排放温度，就能够大大提升燃气锅炉的供热效率，达到良好的节能减排的目的。
关键词：燃气锅炉；烟气余热深度；回收技术
引言
随着我国城镇化进程的不断推进，能源需求持续增长，能源供需矛盾也越来越突出，节能减排成为能源可持续发展的必由之路。当前，我国能源需求结构不合理问题突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重，为有效缓解此问题，应加强能源的节约和合理使用，提高能源利用效率。目前我国天然气资源储备量远远小于煤炭储量，且天然气相对煤炭价格较高，随着近些年以“煤改气”为代表的清洁供暖方式的推进，天然气的消耗量大大增加，因此，如何提高天然气的供热效率、降低氮氧化物排放，以实现高效地利用天然气供热，是当前亟待解决的问题。天然气燃烧产生含有大量水蒸气的烟气，这些烟气中含有很高的热量未被利用而直接排入大气中，如果将这些排入大气中的热量回收，将排烟温度尽可能地降到最低，将大大提高天然气的利用效率。
1概述
燃气锅炉技术诞生于二十世纪五十年代，是一种以天然气、煤气等可燃兴趣气体为主要原料运行并提供能源的锅炉，目前被广泛应用于发电行业、采暖行业和工业领域中。经研究分析可知，燃气锅炉的排烟温度一般在200度至250度之间，这种高温度的烟气排放导致锅炉生产运行过程中产生大量的热量损失，如果能够将这部分热量加以回收和利用不但能够大大提升锅炉的运行效率还能从根本上促进绿色减排政策。近年来，随着科技水平的不断提升，我国烟气余热回收技术也有了较大的改善，当前国内最主要的烟气余热回收技术包括两类，即利用换热器进行烟气余热回收的技术和利用热泵进行烟气余热回收的技术，本文对这两种烟气余热回收技术的特点和应用形式进行了总结，指出了当前燃气锅炉烟气余热回收过程中的关键性问题，为今后的探索和研究推广提供了一定的参考和借鉴。
2燃气锅炉烟气余热深度回收技术分析
2.1相变换热器的相变技术
相变换热器中最突出的特点体现在“相变”理论上，该理论是对壁面温度控制机理更加详细的表述，从理论层面对控制低温腐蚀具有较大说服力的阐述。相变换热器中的变相模块，就是通过对燃气锅炉热管换热器进行整体化设计，让热管换热器的温度梯度始终维持在一个变化幅度较小的范围内。当变相模块发生相变的时候，相变换热器就会根据锅炉的运行工况对水量参数进行调整收集，从而为提升调控壁面温度的准确度提供可靠依据。相变换热器在实际运行期间，通常以循环介质量和介质所处的工况作为调剂量进行使用，以此来不断提升调控壁面温度的准确性。
2.2利用热泵回收余热技术
要想充分回收烟气冷凝余热，供热回水的温度应该低于烟气露点的温度，为了达到这一目的可以使用热泵回收烟气余热技术对余热进行回收处理，其中可以将这种技术具体分为利用压缩式热泵回收烟气余热的技术和利用吸收式热泵回收烟气余热的技术。首先前者是将压缩式热泵与烟气冷凝余热回收装置相结合，烟气余热回收装置作为整个装置的蒸发器，或者将回收装置内循环产生的循环水作为压缩式热泵的低温侧热源。对于利用吸收式热泵回收烟气余热技术来说，热泵可以分为闭式吸收式和开式吸收式两种，对于这种热泵来说，其采用的盐溶液多数为强电解质，因此往往存在较强的腐蚀性，设备在运行过程中，材料受到盐溶液腐蚀会出现剥落现象极易导致溶液污染或者设备堵塞。为了有效防止解决这一问题，可以利用溶液改性的方法对设备金属表面进行涂层处理，能够在一定程度上起到防腐蚀的效果。
2.3提升烟气露点温度的余热回收技术
燃气锅炉排烟中，水蒸气的分压力随着其露点的增大不断升高。通常通过增加燃烧用空气氧浓度与增加燃烧用空气含湿量等途径来提高烟气露点温度回收余热。烟气的露点温度和其中的氧含量具有一定的正相关，在供热系统回水温度不变的情况下，燃气锅炉富氧型燃烧可降低过量空气系数，回收较多的烟气潜热，空气中氧浓度的增加减少了排烟量，节省了引风机的电耗，但该技术在应用时需要不断地加入纯氧，增加了氧气的制备费用，富氧燃烧后NOx需要配合控制过量空气系数来减少热力型NOx的生成，增加了额外工作量。此外，在混氧的过程中容易产生安全隐患，故该技术仍需要研究。湿法回收技术虽然提高了烟气的露点温度，但是由于空气的流量低于燃烧排放的烟气流量，且空气和烟气比热容相差悬殊，所以此技术回收利用烟气余热的能力有限。
2.4冷凝锅炉
燃气锅炉烟气里面的水蒸气具有较大的热能利用价值，传统烟气回收方式仅能对烟气表面的显热进行回收，却不能回收利用水蒸气里的潜在热能，导致水蒸气里大量的潜热未被充分回收利用，使得锅炉的热效率提升程度仍有很大空间。将冷凝锅炉余热回收装置应用于传统燃气锅炉中，不仅能实现对烟气中显热的高效利用，同时将水蒸气中大量的潜热应用到余热锅炉系统回水系统中，能满足人们生活用水加热和锅炉的补水需求。在增加锅炉热效率的同时，还将烟气里的氮氧化物吸收进冷凝液中，使得烟气里酸性气体的比例明显降低，减少了对大气的污染。基于燃气锅炉烟气里拥有大量水蒸气的特点，故应用冷凝锅炉余热回收装置具有较高的适用性。相较于烟气里面水蒸气比例一般的燃油锅炉，也具有较大的应用潜力。不过仍需结合燃油锅炉的工作原理和构造特点进行深入研究。燃煤锅炉因烟气里水蒸气含量比例很低，不适于此项技术。
2.5显热回收技术
①省煤器省煤器又叫节能器，利用锅炉排放烟气的热量来加热锅炉给水，供热系统中省煤器通常利用高温烟气来对供热系统回水进行加热。目前，燃气锅炉排烟一般保持在50℃以上，其露点一般为55～60℃，要实现对烟气中余热的深度回收利用，前提就是要回收其中的潜热，通常可通过降低烟气温度，并使之低于露点。但就目前的热水供热系统而言，系统回水温度和烟气露点温度非常接近，两者之间温差很小，采用供热系统回水和烟气进行换热，尤其是显热部分换热驱动力不足，潜热回收效果不好，导致省煤器总体余热回收能力有待提高。②空气预热器空气预热器是对燃气锅炉助燃空气进行加热的装置，其加热热源来自锅炉烟气余热。配置空气预热器可以起到两个方面的作用，一是降低排烟温度，减少排烟热损失；二是对助燃空气进行加热升温，有助于燃气的着火和燃烧，可降低不完全燃烧损失，提高锅炉热效率。但是，空气预热器设置可能存在一些问题。一是可能需要对锅炉鼓风机甚至燃烧机进行调整，增加工作难度；二是烟气比热与空气比热相差较大，致使烟气温降不明显（例如，空气升温20℃，烟气可能只能降低几摄氏度），且存在腐蚀问题，这些因素限制了空气预热器对烟气余热的深度回收利用。
结语
随着环境问题以及能源问题的不断加剧，燃气锅炉在生产生活中已得到了广泛的认可，其中锅炉烟气余热回收技术作为重要的节能环保技术得到了越来越多工作者的重视。在具体发展中，烟气余热回收技术也面临了各种问题和挑战，因此，该领域的专家学者应该就此进行进一步的探索与研究，使烟气余热回收装置在节能减排方面发挥出自身应有的作用。
参考文献
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