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在現(xiàn)代工業(yè)鍋爐中,存在著熱量利用率低、余熱排放溫度較高等問題,同時鍋爐余熱污染了環(huán)境氣體且含量過高。因此,對于燃煤鍋爐余熱利用技術的應用,是當前需要解決的問題。
利用先進性的燃燒裝置進行燃燒強化,可有效提高燃燒效率,降低不完全燃燒損耗。采用燃煤鍋爐余熱回收技術,可進一步提高鍋爐熱效率,降低燃煤消耗,是一種有效的節(jié)能途徑。
工業(yè)鍋爐燃燒余熱回收技術廣泛應用于國外工業(yè),將熱管換熱器的生產和推廣作為優(yōu)先發(fā)展目標。
2 燃煤工業(yè)鍋爐余熱回收技術
首先,煙管內、火筒內的高溫煙氣發(fā)熱,低溫介質通過煙管、火筒進行吸熱。主要有水質要求低、水容積大、維修方便且結構簡單等優(yōu)點。存在爐溫低、燃燒差(尺寸受限),傳熱效果差、排煙溫度高、熱效率低、汽壓不宜提高、蒸發(fā)量受限、結構剛性大、清洗水垢困難、易堵灰等缺點。
第二,燃煤鍋爐的延期回收。由于燃煤鍋爐利用燃燒熱量后,轉至進行熱氣回收,煙氣余熱利用高溫度的煙氣,來帶動鍋爐的循環(huán)運動,從而提高鍋爐的熱效率。
第三,燃煤鍋爐余熱的二種回收途徑。在工業(yè)鍋爐的燃燒過程中,超導熱管是依靠其內部工質在一個抽成一定的真空的封閉殼體中循環(huán)相變而傳遞熱量的裝置,其工作原理是:當熱量自高溫熱源傳入熱管時,處于熱管加熱段內的工質隨即被激活,吸熱汽化變成蒸汽(汽化段),蒸汽瞬間流向熱管另一端(傳輸段),到達另一端時遇冷放出潛熱后凝結成液體(冷凝段),冷凝液體經傳輸段回流到汽化段,循環(huán)相變而實現(xiàn)熱量傳遞。
第四,燃氣余熱回收技術在節(jié)約大量的能源的同時,因冷凝作用,可大大減少排入大氣的有毒、有害物質。根據(jù)科學實驗測定,在煙氣冷凝之后,有毒、有害物質的排入量減少值為:水蒸汽降低45%、二氧化硫降低60%、一氧化碳降低40%、氮氧化物降低38%、二氧化碳降低20%、煙塵降低75%。
第五,鍋爐余熱利用技術的工藝流程。主要為煙氣流程和補水加熱,煙氣流程:出口煙氣、余熱利用系統(tǒng)、除塵器、引風機、煙囪、排放。補水加熱:已有水處理、煙氣余熱利用技術、除氧器。
第六,安裝余熱回收裝置。在末級的空氣預熱器的豎直煙道上,有直接回收余熱的"放熱段"和"吸熱段,吸熱段主要連接上升管與下降管,通過放熱段低溫進入除氧器。若溫度、氧氣量出現(xiàn)變化,導致吸熱段出現(xiàn)壁溫變化,通過自控閥調整除鹽水流量,以控制吸熱段溫度。通過吸熱段溫度控制大于94攝氏度,同時比煙氣酸露點要高,最后煙氣回收系統(tǒng)的出口溫度根據(jù)110攝氏度設計,保留10~20%余量,有利于設備投入使用,按照實際情況對回收系統(tǒng)的出口溫度進行調整。換熱表面上冷凝的酸液量和硫酸濃度不斷變化,露點腐蝕比管式空氣預熱器輕。快速流動的空氣可以起到一些吹灰作用,減少了積灰。因換熱元件連續(xù)轉動,只一個單孔擺動式吹灰器,就可吹到冷端截面上各個部位的積灰,便于對腐蝕后的元件進行更換或調換放置位置。
第七,技術改造的注意事項。在技術改造時,需清除換熱器的浮灰,改造后的煙氣控制在300pa左右。在該類技術改造中,需確保除塵器的安全運行,一般煙氣進入到除塵器前要先冷卻煙氣,確保露點溫度在10~20攝氏度以上,防止冷凝結露,避免出現(xiàn)破壞絕緣、腐蝕、糊板等現(xiàn)象。在受熱面需吹灰,積灰可降低吸熱能力,對節(jié)能效果造成影響。所以,需確保受熱面的清潔,定期對受熱面吹灰。對于尾部低溫度特點,利用激波吹灰器進行空氣壓縮。同時,需考慮補水管路壓降,考慮除氧器水位,除鹽水利用一個并聯(lián)管進入主管和放熱段匯合,進入除氧器后,不會影響除氧器的水位。
3 節(jié)能與環(huán)保的貢獻
第一,降低了排煙溫度,降低了煙氣對大氣環(huán)境的直接熱污染,大大降低排煙能量損失,提高了鍋爐運行效率。
第二,冷凝式換熱器在燃油燃氣鍋爐上的應用,可以使煙氣中可凝性污染氣體如SO2和NOx 等凝結,減少了煙氣中污染性氣體的排放。
第三,經濟效益比較可觀,回收周期短。因此,利用煙氣余熱回收技術除了節(jié)能外,排煙將更加符合環(huán)保要求。據(jù)實際測定,煙氣冷凝后形成的冷凝水呈弱酸性。從理論上來講,城市污水為堿性,冷凝水排入城市污水系統(tǒng)能夠中和堿性,但排入工廠廢水處理系統(tǒng)處理為佳。
我國工業(yè)發(fā)展正在不斷發(fā)展,余熱回收技術方面存在很大的發(fā)展空間。因此,在我國工業(yè)消耗日益增大的今天,余熱回收技術在我國工業(yè)發(fā)展中的應用,是大勢所趨,利用余熱回收技術,可有效增加熱能的回收利用率。