（新疆圣雄能源股份有限公司热电厂）
摘要：随着能源价格的上涨和空气污染的日益严重，降低能源消耗和温室气体排放已成为一个重要问题。当前，锅炉烟气排放温度较高，通过降低烟气排放温度来回收烟气余热，有利于提高锅炉的加热效率，取得明显的节能效果。对烟气热回收的研究表明，目前的余热回收技术还存在着很多问题。基于此，本文分析了锅炉烟气余热的回收技术及其工程应用。
关键词：锅炉；烟气余热；回收技术；应用
随着国家对节能环保的日益重视，因而对提高锅炉的热效率日趋迫切，而利用锅炉排烟余热是最有效的途径之一。排烟余热即排烟热损失，其由排气温度及排烟量决定。锅炉型号一定，排烟量即是确定的，因此，当前降低排烟温度是减少烟气热损失的主要途径。
一、锅炉烟气余热回收的概念
锅炉排放烟气中含有大量的水蒸气，这部分水蒸气排入大气后冷凝，造成冒白烟现象，形成污染，促使PM2.5排放指数增加。因此，深度回收利用包括水蒸气气化潜热在内的烟气余热对节省能源和减少污染物排放量有着重要意义。
针对锅炉烟气余热回收，传统采用的技术是加装冷凝换热器和空气预热器，但实际使用中受到热网回水温度和空气温度的限制，余热回收效果非常有限。采用吸收式热泵技术，能有效将烟气余热深度回收，将水蒸气大部分潜热转移至供暖热水侧。其原理是吸收式热泵在燃烧高温热源的驱动下制取低温冷水，锅炉的烟气作为吸收式热泵的低温热源在喷淋塔内同低温冷水进行直接接触式换热，由于冷水的温度较低，因此，烟气的温度可降至25℃甚至更低。该技术突破了热网回水温度的限制，可应用于回水温度较高的供热系统中。
二、烟气回收的意义
1、提高资源利用率。烟气余热回收是将锅炉燃烧后释放的烟气余热进行回收再利用，以达到节能减排的目的。锅炉排烟温度高，经烟气余热回收装置后温度会下降，表明中间产生的热量已被回收利用。简单地说，就是尽可能地“变废为宝”。烟气余热回收可提高水温，换成热水，用于锅炉补水、取暖等，以降低排烟温度，节能减排降耗，提高锅炉热效率，以此节约能源。还可转化为热风用于烘干，或暖风直接用于生产线。
2、减少污染物排放。烟气中常含有大量的灰粉与粉尘，如燃煤、生物质锅炉中，大量粉尘随烟气进入烟气余热回收装置，有时每立方米烟气中的粉尘含量较高，甚至高达200克，余热回收装置被粉尘覆盖后，致使余热回收效率降低，烟气排放阻力增大。烟气余热是工业余热中的一种，它能减少烟气中NOx、SO2等污染物排放，是提高余热资源利用率、挖掘节能潜力的一个有效途径。
三、锅炉烟气余热回收
1、常规烟气余热回收装置。烟气余热回收系统主要运用低温水吸收高温烟气中的热量，在不改变锅炉自身的情况下，提高锅炉效率。加装烟气余热回收系统是一种投资少、节能效益高的节能方式。常规的烟气余热回收装置有省煤器、空气预热器、余热锅炉等，其类型主要有板片式、翅片式、肋管式及一些衍生产品。这些型式的设备往往占地面积大、热交换效率低、耐腐蚀性差。另外，常规烟气余热回收装置的设计应避免传热面内冷凝现象的发生，因此降低排烟温度的作用非常有限，通常，常规烟气余热回收装置的最佳排烟温度降幅为50～60℃，其不能将燃气锅炉的排烟温度降至露点温度(约60℃)以下来回收潜热，因此，节能效果并不明显。
2、热管式换热器。由于单根热管的传热量有限，因而将单根热管集中起来形成一束置于冷、热源之间，使热源中的热量通过热管束不断传至冷源，这即是热管式换热器。
热管式换热器的种类较多，但最常用的是气-水热管换热器。其下部是烟气通道接入锅炉排烟烟道，上部为汽包，中部用管板隔开。汽包顶部设有安全阀、压力表、温度表接口、进出水口(蒸汽出口)、排污口。
工作时，锅炉排烟尾气通过烟道进入热管换热器的烟气通道，冲刷热管下端(加热段)，热管吸热后将热量引至上端(冷凝段)，热管回收装置的上端释放热量并将水加热，随着水温的升高及压力的增大，生产工艺需要的蒸汽和生活热水。
热管换热器具有以下优点：①传热能力强；②等温性能好；③无需输送泵和密封润滑，结构简单，无运动部件及噪音；④中隔板使冷热流体完全分开，在运行中，单根热管破坏不会发生冷热流体的掺杂；⑤回收低档热能较经济；⑥对含尘量高的流体，热管换热器通过调整热管结构尺寸和扩大受热面形式，解决了换热器磨损和堵灰问题；⑦热管换热器用于腐蚀性烟气余热回收时，可通过调整蒸发段和冷凝段的传热面积来调整热管壁温，使热管尽量避开最大的腐蚀区域。
3、冷凝式锅炉。它是利用高效环保的烟气冷凝余热回收装置，直接吸收锅炉烟气中的大量热量及间接吸收水蒸汽冷凝所释放的潜热，从而降低烟气温度，提高热能利用率。冷凝式锅炉是一种烟气回收装置，能回收和再利用烟气中的大量热能，大幅度提高了锅炉的产热效率，降低了能耗损失，从而节约了经济。
四、锅炉烟气余热回收技术的应用
烟气余热是燃料燃烧后释放到空气中，未得到充分利用的热能，也是能量资源中的一种。余热有多种形式，如烟气高温热量、烟气中水分与氮氢气反应产生的化学能量、热能反应产生的余热、燃料残渣热能等。而余热回收技术的作用是利用科技回收这些热量，减少能源浪费。同时，锅炉烟气余热回收技术是一种节能对策。通过对整个锅炉烟气余热排放循环过程的研究，运用科学技术，结合经济条件及环保知识，充分考虑资源消耗、结构材料和使用过程等问题，制定出最可行的锅炉烟气回收方案，从而达到提高效率、减少浪费、节约能源的作用。
1、锅炉烟道内安装节能设备。锅炉燃烧排出的烟气大部分是水分，占烟气中所有化学物质成分的19%。若直接排放到空气中，会造成大量的能源浪费。同时，燃料在锅炉内燃烧，一氧化碳、一氧化氮等污染环境的有毒气体将通过锅炉尾部排出。解决这些问题的方法较多，可通过在锅炉烟道中安装节能器来解决。节能器将这些化学物质与水蒸气结合起来，吸收这些污染物，减少排放量，以实现环保。另外，在降低能耗的同时能减少工业投资，既环保又经济。
2、安装冷凝装置回收锅炉烟气余热。大多数锅炉排放出的烟气温度高达172～260℃，烟气水分温度过高，导致沸腾，不能凝结成流动的水状释放热量。物料燃烧散发出来的热量最小值是锅炉的工作效率，物料燃烧能释放热能的最大值与最小值之间存在一定的差距，这个差距以锅炉烟气余热的形式被消耗和浪费。调查发现，普通锅炉的热能功率在79%～86%之间浮动，造成约21%～14%的浪费。安装冷凝装置，可将锅炉排出的烟气气温冷化至45～65℃，有效冷凝烟气温度，提高锅炉热能功率，回收尾气余热。
3、锅炉排汽通道安装热管设备以回收余热。在锅炉排气热通道内安装热管设备，能极大地回收烟气余热产生的热量。安装热管是实施锅炉烟气余热回收技术的最佳选择。热管设备安装后，锅炉烟气热度会有所降低，适用于任何类型的锅炉安装，例如，在以氢气为燃烧材料的锅炉上安装热管，烟气余热一般低于75℃，以石油为燃料的锅炉热度一般低于95℃，循环流化床锅炉的热度更低，在60℃左右浮动。由于热管的材料感度超高，而且热量的传递是通过真空传播，真空对空气的热量阻碍很小，因此热管的回收余热效果比铁质管和气体加热管更为显著。
综上所述，目前锅炉是我国主要的热能动力设备，随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加，大气质量日益恶化的问题越发突出。因而通过降低烟气排放温度回收烟气余热,有助于提高锅炉的供热效率,从而实现较明显的节能效果。
参考文献：
[1]肖益民.浅谈锅炉烟气余热回收技术及其工程应用[J].制冷与空调,2016(02).
[2]陈伟.浅谈锅炉烟气余热回收技术及其工程应用[J].建筑工程技术与设计,2017(06).
[3]徐峰.浅谈锅炉烟气余热回收技术及其工程应用[J].工程技术,2016(04).