锅炉烟气余热回收技术讲义

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1、锅炉烟气余热的回收利用一、选题目的在当今社会里，节能已成为继煤炭、电力、石油和天然气之后的“第五能源”。而在现在的工业锅炉的使用中普遍存在着热量利用率低下，排放烟气余热温度过高，以及烟气内污染环境气体含量过高等问题。目前工业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,城市大气质量日益恶化的问题越发突出。在热能动力方面能耗高、污染高的主要原因之一就是锅炉的烟气排放,锅炉排烟问题一方面在于烟气污染物的直接污染,另一方面就是过高的排烟温度。二、锅炉发展概况圆筒型蒸汽锅炉（18世纪末）扩大容量提高参数（扩大受热

2、面）内部受热面外部受热面烟管锅炉（锅筒布置）卧式立式单火筒双火筒烟管火筒烟管横烟管纵烟管（水管布置）水管锅炉19世纪中横水管竖水管直水管弯水管20世纪初（一）烟管锅炉特点高温烟气在火筒或烟管内流动放热，低温介质在火筒或烟管外吸热优点：结构简单、维修方便、水容积大、水质要求低缺点：炉温低、燃烧差（尺寸受限）传热效果差、排烟温度高、热效率低汽压不宜提高、蒸发量受限结构刚性大、清洗水垢困难、易堵灰（二）水管锅炉特点高温烟气在管外冲刷流动放热，汽水在管内流动而吸热蒸发优点：摆脱了火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸的制约，在燃烧条件、传热效果和受热

3、面布置方面得到根本改善，便于清洗和维修，提高了锅炉容量、参数和热效率，水质要求高。（三）锅炉的未来未来发展方向：大容量、高参数（效率高）工业锅炉方向：降低成本——简化结构、降低金属耗量提高运行经济性——改善燃烧、提高热效率运行安全机械化和自动化环保三、国内外烟气回收技术的发展近十年来，由于能源紧张，随着节能工作进一步开展。各种新型，节能先进锅炉日趋完善。采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了不完全燃烧量。然而，降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高锅炉的热效率，达到节能降耗的目的，回收烟气余热也是一项重要的节

4、能途径。美、日、苏等工业发达国家都十分重视对工业烟气余热的回收利用，把热管换热器的研制、生产和推广应用工作放在优先发展的位置，这就是热管换热器迅速发展和广泛应用的原因。目前，国内外烟气余热回收装置大多采用金属换热材料，主要结构形式有回转式换热器、焊接板（管）式换热器、热管换热器、热媒式换热器等。锅炉烟气余热回收的方法烟气余热回收途径通常采用二种方法：一种是预热工件；二种是预热空气进行助燃。预热工件需占用较大的体积进行热交换，往往受到作业场地的限制。预热空气助燃是一种较好的方法，一般配置在加热炉上，也可强化燃烧，加快炉子的升温速度

5、，提高炉子热工性能。这样既满足工艺的要求，最后也可获得显著的综合节能效果。燃气锅炉对于燃气锅炉可以利用的烟气余热冷凝回收装置进行回收。烟气余热冷凝回收装置的技术原理，就是利用温度较低的水冷却烟气，把烟气温度降低到烟气中的水蒸汽冷凝，同时实现烟气显热和水蒸汽冷凝潜热的回收利用，提高锅炉热效率。据调查每1标准立方米天然气完全燃烧后，可节省燃气8%左右。每1标准立方米天然气完全燃烧后，冷凝水回收量0.65kg烟气中的CO2减排量下降40％，NOX减排量下降60％。以北京市为例：2008年冬季供暖共耗天然气40亿立方米。若全部安装烟气冷

6、凝余热回收装置，可节约天然气约3亿立方米，可回收冷凝水约2600万立方米。二氧化碳往大气中的排放量约减少3000万吨。燃油和燃煤锅炉但是由于石油、煤等燃料中均含有硫，在燃烧时，硫氧化物的产生是必不可少的，它与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。当锅炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸汽的凝结点（称为酸露点），就会在其表面形成液态硫酸（称为结露）。低温露点腐蚀低温露点腐蚀机理关键是SO3的生成烟气带有大量的水蒸气燃料中硫燃烧后全部生成SO2少量的SO2再与氧化合形成SO3当烟气温度降到400℃以下时SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸气硫酸蒸气

7、凝结到受热面上发生低温硫酸腐蚀防止低温露点腐蚀的措施提高空气预热器换热面的壁温提高空气预热器入口的空气温度可以提高预热器冷端换热面的壁温，防止结露腐蚀。在管式空气预热器内将管子水平放置，使烟气在管外横流冲刷换热面，空气在管内纵向流动。这样设计的预热器，其壁温比立式管（烟气走管内）稍高，对减少低温腐蚀有利。若将尾部换热面的壁温控制在稍高于烟气的露点温度，可以完全防止露点腐蚀的发生。一般取金属表面温度比露点温度高5℃～10℃。采用耐腐蚀材料以烟气为热源的空气预热器空气预热器型式按传热方式分间壁换热式：管式和板式预热器蓄热换热式：回转

8、式空气预热器按构造型式分管式预热器：钢管、玻璃管、热管、铸铁翅片管等板式预热器板式空气预热器由大量的平行的平板或各种冲压的波纹板组合而成，烟气和空气在板间错流而行进行热交换。板式空气预热器流向气-气换热板式预热器板式空气预热器特点：传热性能好，同样流速的条件下其