燃气锅炉余热回收利用的分析与技术探讨

燃气锅炉余热回收利用的分析与技术探讨

王佳岩

哈尔滨市华能集中供热有限公司，黑龙江省,哈尔滨市，150001

摘要：为我国工业发展、民生保障提供热量的燃气锅炉虽然已普遍投入生产与应用，但是在使用过程中产生的热量损耗依旧是亟待解决的问题。燃气锅炉的热量损耗主要表现在烟气排放过程中，所以可以通过烟气余热的回收提高能量的利用率，进而避免热量的损耗，提升燃料的使用率，达到节约资源、提升经济效益的目的。本文通过对燃气锅炉烟气余热回收技术的分析，介绍了燃气锅炉烟气余热回收的影响要素，并明确了其在燃气锅炉烟气余热回收中的具体应用。以期推进余热回收技术的应用与优化，提升资源有效利用的同时节约生产成本，促进经济与自然和谐发展。

[关键词] 燃气锅炉 余热 回收利用

燃气锅炉一般采用天然气作为燃烧材料，天然气作为清洁能源，具有绿色环保、经济实惠、安全可靠等优点。锅炉供热企业为了避免烟气排放过程中对设备装置的腐蚀，一般会将燃气锅炉的排烟温度设定在200℃-250℃范围内，这种高温的烟气排放导致大量热量被损耗，由于热量的损失导致燃料使用率降低，不仅是对自然资源的一种浪费，也会增加燃气锅炉运行的成本、造成经济损失。所以推广燃气锅炉余热回收利用技术于经济发展、自然资源、环保等多方面而言均具有重大意义。

一、燃气锅炉烟气余热回收技术

随着燃气锅炉的使用，人们逐渐意识到热量的损耗，便采用将燃气过滤的方式获得里面的热能，进而加以利用。工作人员为保障受热面的温度分布均匀，一般会对排烟温度进行降温处理。但是由于早期科学技术发展不完善，只能将排烟温度降至160℃左右，所以早期的热能回收效率并不高，甚至有的排烟热量并不曾进行回收利用，造成了很大的浪费。随着科学技术的不断发展，燃气锅炉烟气余热回收技术也在不断尝试与改进中得到成长。

1、利用蒸发器回收余热技术

作为全新的余热回收利用技术，蒸发器回收余热技术操作简便且稳定。其工作原理较原始的回收技术有差异，其是通过烟气在水蒸气中进行分解的方式将烟气中的热量进行分解与释放。该方式可以有效提升烟气余热回收利用率，极大程度上实现燃料的充分燃烧，进而降低生产成本。同样也是因为工作原理的差异导致设备构造的原材料不同，增加了许多玻璃材质的构造材料，因此工作人员操作需谨慎。

2、利用压缩式热泵回收余热技术

压缩式热泵回收余热技术与蒸发器回收余热技术相比较复杂，但因热泵具有体积小、工作效率高、动力充足等优点，所以该回收余热技术在市场应用中更受欢迎。压缩式热泵回收余热技术是一项组合式技术，是将压缩式热泵与烟气冷凝余热回收装置进行组合，烟气冷凝余热回收装置是整个装置的蒸发器，或者将回收装置内循环产生的循环水作为压缩式热泵的低温侧热源。可以将燃气锅炉余热进行有层次的回收，降温后的烟气被释放在热循环泵中然后再进行加热，充分利用蒸汽热泵机组的热源进行余热回收。该项技术所配备的设备是一种新型的高效传热设备，可以通过汽化方式进行能量传递，在液态制冷剂吸收烟气热量后释放大量的热量。

3、利用换热器回收余热技术。

因换热器换热方式不同，可将其分为间接接触式换热器和直接接触式换热器。间接接触式换热器与直接接触式换热器的最主要区别在于烟气与水分是否进行接触，间接接触式换热器即是两者之间不进行接触，这样可以保证不会对换热处理后的水质产生影响，但是该换热方式要求对烟气温度具有较高的控制，并且烟气冷凝水为酸性液体，具有一定的腐蚀性，所以对锅炉设备也会产生一定的影响，所以采用间接接触式换热器进行烟气余热回收要做好设备的防腐。而直接接触式换热器则是将烟气与水分直接进行接触，从而实现降低烟气温度回收余热的一种方式，该方式具有热回收效果显著、烟气冷凝水被稀释、降低腐蚀性的优势，所以这种方式对设备的腐蚀损害较低。

二、燃气锅炉烟气余热回收的影响要素

1、排烟温度对热效率的影响

天然气中的主要成分是甲烷，其燃烧时会产生大量水蒸气，产生热量的同时其中还蕴含一定的热量，所以可以通过冷凝方式对水蒸气中包含的能量进行回收，进而实现燃气锅炉的余热回收利用。排烟温度与燃气锅炉热效率之间是呈现反比趋势的，即排烟温度越高，其热效率越低，所以为了保障燃气锅炉的热效率，工作人员应对排烟温度进行调节。通过对排烟温度与热效率之间的研究，可以明确在水蒸气露点温度附近，其会释放出大量的潜热，所以工作人员可以在余热回收设备中安装温度监测与调节的设备，将排烟温度调节至水蒸气露点温度附近时进行烟气的排放，进而达到燃气锅炉热效率提升的目的。

2、空气含湿量对露点温度的影响

经过上述的分析，明确水蒸气的露点温度与蒸汽锅炉余热回收利用有很重要的影响，然而空气的含湿量与水蒸气的露点温度相互关联，所以，空气含湿量对蒸汽锅炉余热回收利用具有间接影响。空气的含湿量越大，水蒸气的露点温度越高，因此，应适当增加空气的含湿量，发挥提升水蒸气露点温度的作用，进而提升蒸汽锅炉余热回收利用效率。

三、锅炉烟气余热回收技术的应用

根据余热回收级数的不同，可以将烟气余热回收技术分为单级余热回收供热和双级余热回收供热。

1、单级余热回收供热

目前，单级余热回收供热被广泛应用，其主要功能的发挥在于相变换热器，其与传统的换热器相比较，在壁面温度的控制机理方面较为突出，针对蒸汽锅炉低温腐蚀等类似问题可以实现理论方面的控制。相变换热器主要的突破思维在于整体优化与改进，而不是以前的单一模块优化与改进的思维。相变换热器可以对温度进行梯度控制，使其温差范围缩小，与此同时，在相变时期可以进行水量参数的调整和汇总，能精准调控壁面温度的同时也可以便于日后对数据进行查找和维护。

2、双级余热回收供热

双级余热回收供热可以通过烟气中的热量对回水进行加热，初步满足用户对热量的需求，还可以用热泵机组对低温烟气中的余热进行回收与利用，通过热泵机组高温区域对热网回水进行再次加热，最终达到用户所需的水体温度。

四、总结

面临环境与资源的不断恶化状况，在发展过程中应深刻意识到节约资源、保护环境的重要性。目前，燃气锅炉已被广泛认可，其烟气余热回收技术在提升热效率方面也逐渐被应用，并在促进经济、社会防战等方面具有重要意义，所以本文通过对利用蒸发器、压缩式热泵、换热器回收余热技术的介绍，简要分析了排烟温度对热效率的影响、空气含湿量对露点温度的影响，希望通过对关键影响要素的分析，提升燃气锅炉的余热回收利用；并介绍了锅炉烟气余热回收技术的应用，主要体现在单级余热回收供热与双级余热回收供热两方面。最后望相关专家及供热企业进一步积极进行余热回收利用的探索与研究，更好的优化烟气余热收回装置并提高余热回收利用。

五、参考文献

[1]李小飞.燃气锅炉烟气余热回收技术探析.冶金与材料[J].2022,(02).

[2]石磊.燃气锅炉燃烧过程中余热回收利用研究.能源与环保[J].2022,(4).

[3]赵兴罡.浅议燃气锅炉烟气余热回收技术.科学技术创新[J].2019,(35).