燃气工业锅炉烟气余热回收技术及应用分析

周 孟,冯晓亮,王冰姿,曹小刚,罗雨酒

(淄博市特种设备检验研究院，山东 淄博 255086)

摘 要：随着国家节能降耗要求的不断提高,燃气工业锅炉在企业生产中的占比也越来越重,而锅炉高温烟气中的余热却直接排放到了大气中。为了能够深度回救烟气余热,以10Vh燃气锅炉为例,详细阐述了电热泵机组和接热器组合技术方案，分析了该方案的经济性和可行性,提高了能源利用率，降低了生产成本。

关键词：燃气锅炉；余热回收；电热系；节能

随着国家“十四五”规划的不断推进,对节能减排的要求也越来越高。工业锅炉是企业生产中最常见的高耗能设备，燃料在燃烧过程中会释放出很高的热量除了被锅炉系统正常吸收外，还有烟气中部分余热通常就直接排放到空气中,无形中造成了能源的浪费。相关文献资料证实:大型燃气锅炉排烟温度最高可达180℃,排烟温度每升高15~20℃,排烟热损失就会增加1%；每立方天然气燃烧后排烟氽热潜热占天然气低位发热量的10.97%，占锅炉排烟热损失的比重很大。为提高能源的有效利用率,就要对烟气中的余热进行深度的回收和利用，实现能源的二次利用，减少了资源浪费和对大气环境造成的污染,对于实现工业可持续发展和环境保护具有重要深远的意义。

1  工业锅炉排烟现状

(1) 能源浪费和环保问题。工业锅炉作为工业生产中重要的能量转化设备,能够为生产提供稳定的动力和热量。在传统工业锅炉的设计中,往往更加专注于增加受热面和加强燃烧来提高锅炉的效率,而对排烟烟气中的余热回收利用研究相对较少,造成了能源不能得到高效的利用。燃烧后烟气中含有多种有害气体、大量的有机物以及微量元素,直排空气中会对环境造成重大污染,加剧温室效应,对人类健康和生态环境造成负面影响。

(2) 技术和经济成本问题。目前已有多项烟气余热回收技术被应用于锅炉系统中,但仍然存在很多的不足和局限性。例如,常规烟冷器余热回收技术可将排烟沮度降至80℃左右,尽管回收了烟气中的部分余热,但由于回水温度导致排烟温度降低有限,烟气中还有大量潜热排至外界大气中,形成所谓“白烟”效应：而新型烟气余热回收技术(温差发电技术和储能技术。在工业中应用范围有限,投资和维护成本较高，技术方案和经济性有待改进。

2 电热泵回收利用烟气余热原理

在天然气锅炉的烟道出口设置1套烟气-水换热器装置,目的是将烟气中的余热传导给换热器中的低温水介质,从而降低了锅炉排烟温度。常见的烟气-水换热器可以是板式、管式等间接接触式换热器,也可以是喷淋塔类的直接接触式换热器。被加热的水介质不断地在烟气-水换热器和热泵蒸发器之间进行循环,进而将热量不断地传递给电热泵机组,作为电热泵机组的热源,在电热泵机组的冷凝器侧将热网中的水加热至目标温度,用来进行集中供热,从而实现了烟气余热的深度回收和利用。烟气余热回收原理见图1

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