燃气锅炉尾气余热回收应用方案

孙晓静，李文静，林真国，周士棋

燃气锅炉尾气余热回收应用方案

孙晓静1，李文静1，林真国1，周士棋2

（1.重庆大学；2.新疆天格信息科技有限公司）

论文对余热回收系统的设计做出了工程应用方案。在对燃气锅炉余热回收系统应用讨论中，分潜热回收及非潜热回收两类，对余热回收的最终用途及余热回收器的选择进行了分析及建议。针对可利用余热量呈动态变化的现象，为最大限度利用余热，创新性地提出了动态余热回收系统，有助于余热回收系统达最佳余热回收效果。

燃气锅炉；余热回收；可利用余热量；余热回收系统

1 概述

能源是国民经济增长和社会发展必不可少的物质基础［1］。民用锅炉的大量使用，产生了大量携带高温的尾气，从未导致大量的废热浪费。从节能减排的角度出发，对这部分废热加以回用［2］。余热回收系统应用的重点为余热回收器形式的选择与余热回收的最终用途两方面。实际设计中，由于余热回收系统可利用余热量的不同，其适宜的余热最终用途及余热回收器形式都有所不同，本文就这两方面重点展开讨论。

在锅炉尾气处理过程中，并不是所有的时刻都是额定功率下运行，尾气的排放量和排放温度都在动态变化，所以当要对尾气中的热量进行回收利用的时候，就要对燃气锅炉动尾气进行动态的监控。基于这样的需求，本文创新性的提出动态余热回收系统［3］，在原有回收方式基础上，采用动态回收系统，既可保证锅炉排烟系统的正常运行，又可以实现尾气废热的最大化利用。

2 余热回收应用

余热回收应用即热量回收的最终用途。选择正确的余热回收用途，就是选择了合适的冷流体作为载热工质，其直接影响到余热回收器形式选择的正确性。余热回收用途选择的正确与否对于选择合适余热回收器的形式尤为重要，常规锅炉尾气余热回收利用如表1所示。

表1 余热回收系统应用方案

表1可见，对于燃气锅炉，当允许余热回收温度较高时，余热量不多，可用于预热空气及补水加热，则其余热回收器则可以选择传统的管式余热回收器、热管空气预热器或板式换热器。当允许余热回收温度较低，余热量较多，其余热可用于加热水，则建议选择冷凝式余热回收器或耐腐蚀的热管换热器。在锅炉余热回收中，使用的余热回收器形式多样，各有优点，其适用的情况也各有不同，根据不同的需求采取不同的换热器，更好的提高效率。

3 燃气锅炉动尾气动态热回收系统的调控

实际工程中由于锅炉运行并不总在额定负荷下，因此锅炉尾气排放量和排放温度都是变化的；在不影响锅炉排烟系统正常运行前提下，锅炉尾气的可利用余热量是变化的［4］。据此，本文提出了锅炉尾气动态余热回收系统，能够动态适应尾气排放参数。

对于燃气锅炉，在允许余热回收温度较高时，其余热量不多，宜用于预热空气或补水加热，余热回收器可选择热管、传统管式换热器、板式换热器［5］。

为适应可利用余热量的动态变化，并达到预热量的最大利用，需设计一种可适应可利用余热量变化的余热回收系统。本文提出使用两次换热的方案，具体余热回收系统设计方案如图2所示，其中一次侧作为冷流体载体吸收烟气热量，而二次侧作为使用末端的加热侧用于适应可利用余热量的变化从而改变二次侧的用途。该系统中一次侧中水泵为变频水泵，通过水泵的变频，改变冷流体工质的流量，而达到余热回收器换热量的改变。

图2 动态余热回收系统设计

4 结论

本文结合可利用余热量与允许余热回收温度，对余热回收系统设计提出了建议。在传统余热回收系统设计方面，分允许余热回收温度高于烟气露点温度、低于烟气露点温度两种情况分别对热水锅炉及蒸汽锅炉余热回收系统的余热回收用途及余热回收器的形式做出了建议。

基于锅炉运行并不总在额定负荷下，在其情况下，锅炉尾气排放量和排放温度都是变化的，本文提出的动态余热回收系统，可以在不影响锅炉排烟系统正常运行前提下，更好的提高尾气余热利用率。

［1］中华人民共和国国务院新闻办公室.中国的能源状况与政策EB/01. http：//www.gov.cn/zwgk/2007-12/26/content_844159.htm，2007-12-26.

［2］张德义.世界能源消费形势刍议［J］.中外能源，2012，03：1～11.

［3］Mujeebu，M·Abdul.Developmentofenergyefficientporousmedium burners on surface and submerged combustion modes［J］.Energy，2011，36（8）：5132～5139.

［4］同济大学.燃气燃烧与应用：第四版［M］.北京：中国建筑工业出版社，2011

［5］梁 融.高炉煤气余热锅炉内的传热计算及分析［D］.江苏科技大学，2014.

［6］朱明善.工程热力学：第二版［M］.北京：清华大学出版社，2010.

［7］杨肖曦．工程燃烧原理［M］．北京：中国石油大学出版社，2008.

TK229.8

A

2095-2066（2016）29-0048-02

重庆市科委重点项目（cstc2014yykfB90004）；乌鲁木齐市科学技术计划项目（H141015001）。

2016-9-30