刘洪颖
天津汇能朗天环保设备有限公司301901
摘要：在新时期，我国更加注重绿色环保、节能减排，在燃气锅炉烟气余热回收技术中充分利用直接接触式换热器、空气预热器和吸收式热泵等设备，最大限度地回收余热，尽量减少电能、燃气消耗，符合国家节能的要求。对于造成工质污染和设备腐蚀的各种问题，可采用热管换热器进一步回收烟气余热。随着现代科技的不断进步和创新，我国燃气锅炉烟气余热回收技术将更加高效、节能、环保。
关键词：燃气锅炉；烟气余热；回收
1引言
随着科学技术的迅猛发展，锅炉烟气余热回收技术不断改进，冷凝式烟气余热回收技术应运而生。它具有稳定、操作方便等特点，能够有效提高冷凝余热回收装置的利用率，保证水蒸气中的热量得到更好释放。其工作原理与早期的锅炉烟气余热回收不同，由之前的单相对流热变转变为凝结式换热。为了更好利用锅炉烟气余热，在采用冷凝式锅炉烟气余热回收技术的过程中，工作人员需要处理好冷凝液的腐蚀问题。
2燃气锅炉烟气余热回收技术的发展过程
2.1 早期烟气余热回收技术早期燃气锅炉烟气余热回收装置主要是利用烟气热能余热加热助燃空气或锅炉回水，由于低温传热温差较小。排烟温度的降低对受热面的要求很高，由于经济性和项目场地的空间限制，初期烟气温度仅降低到160℃左右，远高于露点温度，仅回收了部分烟气显热。尽管使用了早期技术，燃气锅炉的热效率（低发热量计算）可达到90%左右，但仍有大量的烟气余热没有回收。
2.2 冷凝式烟气余热回收技术是在早期烟气余热回收技术的基础上，利用高效冷凝式余热回收装置吸收锅炉排放的高温烟气中的显热和水蒸气冷凝所释放的潜热。冷凝式余热回收技术与早期烟气余热回收技术相比，虽然换热器的形式差别不大，但传热机理是由单相对流换热转变为冷凝换热.此外，冷凝式余热回收技术还需要考虑到冷凝酸液对换热面的腐蚀作用。烟气凝结余热回收在国内起步较晚。但是，随着节能环保政策的加强和我国能源结构的调整，燃气冷凝余热回收越来越受到人们的关注。在烟气凝结传热的基本理论方面，欧美发达国家已经做了大量的工作，我国的研究主要集中在凝结式换热器发展过程中涉及的一些工程技术问题，并建立了燃气锅炉烟气余热回收示范工程。
3 烟气余热回收技术的应用
3.1 热管技术
热管是一种高效地利用蒸发潜热传递能量的传热装置。液体制冷剂吸收烟气余热，当制冷剂到达冷端时，大量热能被释放。这种热管具有体积小、传热效率高、没有附加动力等优点，具有广泛的应用前景。但是，目前由于工作材料的限制，热管价格昂贵，在工业中应用不足，堵灰和露点腐蚀等问题仍然存在，技术还不成熟，需要进一步加强研究与应用。
3.2 相变换热器
相对于相变换热器，“相变”的概念更具特色，对于壁面温度的控制机制有更详细的叙述，从理论上实现低温腐蚀的控制。与变相模块相比，是对热管换热器的整体化设计，保证温度梯度在一个较小的范围内，同时将相变时水量参数的调整集中在一起，可以更精确地调节壁温。本发明在工作时，常以循环介质量与介质所处的工作状态作为调节量，以达到更精确地调节壁面温度的目的。
3.3 冷凝锅炉
减少排烟热损失，提高系统燃烧效率是提高燃气利用率的重要途径。
燃气作为可燃气体，极易获得较高的燃烧效率，随着相关科学的发展以及人们对控制理论和燃烧理论认识的提高，燃气系统燃烧反应良好，燃烧效率已得到了较大的提高，因此，目前余热利用方面的研究热点即如何进一步降低排烟热损失。大多数热能动力装置的设计排烟温度都在120℃以上，使得燃料燃烧后产生的水是以过热状态的水蒸气的形式存在，并随着烟气的排放而直接流失，因此在降低排烟热损失方面，未充分利用水蒸气中蕴藏的汽化潜热。例如，某城市的发热值高达40548 kJ/m3，低达36705 kJ/m3，这两种相间的差值是烟气中所含水汽的蒸发潜热。根据低发热量计算得出的蒸发潜热损失比例达10.47%，造成热力资源的严重浪费。若能将烟气排放温度调节到低于露点温度，则水蒸气会产生凝结作用，其释放的能量可回收，节能效果显著。
3.4 烟气排放与设备防腐
经过凝结排烟，烟气温度将持续下降。该工艺要求员工严格控制烟气温度，余热回收装置内可安装温控系统。过高的烟气温度会影响回收装置的运行效率，过低的温度会影响烟气余热利用的效果，降低企业的经济效益。因此，做好烟气的排放工作是非常重要的。腐蚀性的现象将缩短余热回收装置的使用寿命。所以员工要做好相应的防腐工作。燃气锅炉烟气余热回收装置的防腐方法主要有两种，即提高设备的防腐能力和相应的烟气净化处理。在这些因素中，提高设备的防腐蚀能力，主要是指更换设备外壳，在保证防腐蚀质量的基础上，保证燃气锅炉烟气余热设备能更好地更好地运行。
3.5 计算机控制技术的作用分析
锅炉烟气余热回收过程中，回收质量和效率的影响因素有很多，如回收设备、回收工艺和控制技术等，其中控制技术起着非常重要的作用，主要体现在：
首先，选择能直接反映生产过程并便于测量的排烟温度作为被控参数。针对外界各种干扰，通过自控系统的 PID控制指令，一般通过控制现场执行装置如变频器、电动调节阀等，达到控制对象值保持稳定的目的。
其次，针对较大的干扰因素，采用计算机控制系统对设备进行投切控制，保证整个回收过程的正常稳定运行；计算机技术的应用提高了企业的信息化水平，有效地克服了传统燃气锅炉烟气余热利用效率低的缺点，为降低燃气锅炉运行费用打下了良好的基础。
总的来说，计算机技术在锅炉烟气余热回收中的应用为实现自动化控制提供了可能，目前许多自动化技术都是以计算机技术为基础的，因此，企业应根据锅炉烟气余热回收的实际情况，将控制技术和计算机技术相结合，对回收的各个环节进行自动化控制，进一步提高锅炉余热回收的效率。
3.6 其他技术
热泵技术可以将低温体的热量传递给高温体，其原理和制冷装置一样，需要消耗一定的外部高阶能量。该热泵系统可回收100~200℃锅炉烟气中的热量并加以利用。有两种形式的热泵：压缩式和吸收式，压缩式虽然体积小，效率高，但品位也较高，而吸收式则消耗能量少，体积大。对于锅炉烟气余热回收，热泵系统可与接触式冷凝器或冷凝式换热器相结合，适用于锅炉余热回收，是今后的重要研究方向。
4 总结
伴随着现代科技的不断进步，社会发展越来越重视绿色环保和节能减排。通过对燃气锅炉烟气余热回收技术的研究，总结出现阶段我国燃气锅炉烟气余热回收技术的优缺点，并归纳出各种余热回收技术的适用范围。天然气在我国大部分地区已逐步取代煤炭，而我国大部分天然气是从国外进口的，因此提高天然气利用效率非常重要。
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