燃气锅炉烟气余热回收技术浅析

郑翔 王雅伦

【摘要】随着我国现代科学技术不断进步，社会发展中人们更加注重绿色环保及节能减排。本文笔者通过对燃气锅炉烟气余热回收技术的研究，归纳了现阶段我国燃气锅炉烟气余热回收技术的优势与劣势，并总结出各种回收技术的适用范围。在我国大部分地区，天然气已经逐渐取代煤，但我国大部分的天然气都来自外来出口，因此天然气使用效率的提升十分重要。

【关键词】燃气锅炉；烟气余热；回收技术；分析

引言：

在我国以往传统的燃气锅炉烟气余热回收技术中，热量的回收与利用并没有达到理想的状态，存在匹配问题，导致回收的热量不能直接利用。为了满足我国新时期下绿色环保、节能减排的理念，进一步提高天然气的使用效率是重点，对燃气锅炉烟气余热回收技术的分析与提升是有价值的。

一、燃气锅炉烟气余热回收技术存在的问题

第一，烟气对技术设备的污染损害较大，会影响技术设备的使用周期。某些技术的运用中烟气会进入到热泵的发生器或者蒸发器中，会使得工质受到一定程度的污染，导致设备逐渐开始被腐蚀。

第二，热量回收后的利用问题没有进行良好的匹配，换热设备的合理有效使用温度有一定的约束，想要技术运用的更加高效经济，则温度的控制范围更加明确，而回收的余热温度不适用于这个范围。某些技术中，进入到热泵蒸发器中的水的温度太高，热泵的最佳工作状况不能持续性的保持。而一些煙气在进入到直接接触式的换热器中时温度降低缓慢，高温的烟气会导致水分的汽化蒸发。

二、燃气锅炉烟气余热回收技术

（一）直接接触式换热器和燃气驱动吸收式热泵系统

我国有关学者在实验中通过直接接触式换热器以及燃气驱动吸收式热泵的合理有机融合，在烟气余热回收的过程中良好的解决了全热回收的难题，但也存在着一定的缺陷，即直接接触式换热器中，若喷淋水与高温烟气产生了直接性的接触就容易导致水的蒸发和汽化，从而降低了整个换热的效率。

研究中发现，若要使得热泵运作达到最佳工况，则整个热泵机组蒸发器中，水的温度最好小于等于30℃。供水温度的超线会使得其中冷凝的压力以及温度随之升高，水蒸气便不易在整个发生器中出现。发生器内压力的增高会连带吸收器中的压力加大，进而使得热量回收受到影响。

（二）空气预热器以及蒸汽型热泵系统

这项技术是将空气预热器和蒸汽型的热泵系统有效的进行组合，其中空气预热器的作用在于将其中的高温烟气与冷空气进行换热，将降温过后的低温烟气释放在热泵中的蒸发器里，这便是蒸发器的热源提供，随后便通过热泵加热低温给水。这项技术的余热回收过程便是将已经进行加热的空气推入到炉膛中，使之与天然气共同燃烧，是整个炉膛的问题提高，进而使得锅炉内的空气温度逐渐提高，燃气锅炉内的燃烧效率更好。

可见，空气预热器以及蒸汽型热泵系统搭配组合使用的余热回收技术是将余热有层次、有条理的依次利用，使得余热的使用效率更加合理、高效。但其中利用余热的过程中，烟气是直接通过蒸发器的，一方面是对水循环系统的投资成本的减少，另一方面则是对蒸发器的污染，对工质的污染，一定程度上会造成换热面的损害，降低了技术设备的使用时间。

（三）三级间壁式换热器、压缩式热泵以及直接接触式换热器系统

国内学者通过使用三级换热器来达到降低温度的效果，过程具有层次性、逐渐性，体现在第一、二级降温是通过间壁式换热器，第三级是通过间壁式与直接接触式的换热器之间的有效组合。余热回收过程是首先通过第一季间壁式换热器加热热网，随即回水给燃气锅炉，然后通过第二季间壁式换热器降低烟气的温度，并控制好进入第三个环节的烟气温度，减少水分的蒸发，最后便通过间壁式与直接接触式换热器的组合来尽可能回收烟气水蒸气的冷凝热。

通过具有层次的烟气降温能最大程度的实现烟气余热的深度回收，但多次反复的通过不同的换热器会导致阻力逐渐变大，整个系统设备的排烟动力逐渐减弱，其次也会增加热泵的耗电量。

（四）双效吸收式热泵系统以及N级喷淋单元直接接触式换热器系统

这里笔者要介绍的余热回收技术是运用燃气来驱动的双效吸收式的热泵，特点在于它是在直接接触式的换热器里安装N级的喷淋单元，一级一级进行有次序的喷淋。热气回收是在逐级的喷淋中烟气的逐渐降温来实现的，效率较高。但在逐级喷淋中，水都是从上一级的喷淋单元中通过换热循环的，因此，烟气的温度会随着喷淋次数的增加逐渐降低，但喷淋的循环水温度会与之相反，越来越高，两相不断接触下，温度会逐渐趋于平衡，由此一来后期的换热效果逐渐变得不明显。其次，燃气锅炉的烟气直接进入到发生器中也会造成对工质的污染和损害。

（五）新型燃气锅炉烟气余热回收技术

在我国科学技术的进一步发展下出现了利用分离式的热管以及吸收式热泵等多种设备共同组合下的技术，目的在于对燃气锅炉烟气的余热进行进一步的回收。即当烟气通过分离式的热管换热器时，直接将烟气的热量传递给发生器，促使热泵开始运作，接着利用空气预热器对冷空气进行预热，使之与天然气混合进行共同燃烧，提高燃烧的效率，然后再直接接触式换热器中烟气和蒸发器中的水进行换热，使得低温热源开始出现，最后通过吸收器和冷凝器中的热网回水吸热后有回到锅炉，完成烟气余热的回收。

结束语：

在新时期中，我国更加重视绿色环保、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、空气预热器以及吸收式热泵等设备能最大可能的回收余热，做到在尽可能少用电能、燃气，契合国家节能的号召。针对各种造成工质污染损害、设备腐蚀的问题，我们可以利用热管换热器来进一步回收烟气的余热。在现代科学技术的不断推动创新下，我国的燃气锅炉烟气余热回收技术效率会更高，同时也会更加节能环保。

参考文献：

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