基于鍋爐余熱回收技術的特種設備節能降耗探析

劉洋

摘 要：當經濟發展到一定程度之后，人們的思想意識也開始轉變。最近幾年，我們國家的經濟高速發展，此時各個行業都開始適時地轉變發展方式，由過去的粗放型逐漸朝著集約化發展，此時廣大群眾更加的重視節能工作。伴隨著國家不斷出臺節能法規，目前節能理念已經深入人心，回收再利用就成為了當前非常受人們關注的熱點內容。特別是對于那些資源使用量大，廢棄物質排放多的裝置，通過能源回收使用可以發揮出意想不到的好處。對于特種裝置來講，它們在運轉的時候會使用很多的能源，而且還會釋放較多物質。只有合理的回收使用，才能夠降低能耗，才能夠更好的保護生態，降低相關單位的運作成本，增加利潤。作者具體的分析了鍋爐余熱利用工藝相關的內容。

關鍵詞：鍋爐余熱回收；特種設備；節能降耗

1 研究背景

通過分析有關的數據我們得知，當前我們國家的特種裝置的能耗非常高，排放的物質占據的比例很大。就拿鍋爐來講，當前我們國家使用的鍋爐大約有60萬臺，而有超過四分之三的設備運轉依靠的都是煤炭。整個行業單年耗用的煤炭超過4億噸，但是其產生的熱效率只有65%，較之于國際優秀水平有較大的差距。

2 鍋爐燃料熱損失的組成部分

在鍋爐運行中滿足Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6的能量守恒等式，其中Q為鍋爐燃料燃燒輸入的總熱量，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6分別為鍋爐散出的熱量，根據能量守恒定律兩者相等。其中Q1為鍋爐有效利用熱量，即工質焓變吸收的熱量，也就是在單位時間內工質在鍋爐中所吸收的熱量。Q2指的是排煙過程中煙氣帶走的熱量損失值，Q3為燃料化學燃燒過程中由于燃料燃燒不充分造成的熱量的損失部分，Q4為由于機械不完全燃燒造成的熱量損失，包括從爐中排出的煤，灰渣中含有的可燃物和隨煙氣飄出爐外的飛灰中含有的可燃物。Q5指的是鍋爐散熱造成的熱量損失。Q6指的是灰渣物理上的熱損失。

鍋爐熱損失主要由Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的值體現。排煙損失指的是設備煙氣釋放造成的能量損失，它是各種損失中最為嚴重的一種。化學未完全燃燒造成的熱損失主要是因為在燃燒的是會后，爐內的氣體含量指數以及氣流等干擾，使得一些氣體沒有有效釋放就排出，最終導致熱能耗損。機械未完全燃燒熱損失主要是因為設備爐膛在燃燒的時候，因為一些固體物質沒有充分燃燒就被灰塵帶到爐子外面了，此時導致能源得不到合理的使用。具體來講，這種問題的形成和物質的特性以及爐膛的氣溫有著非常緊密的關聯。散熱損失指的是因為設備暴露在大氣里面，伴隨著熱量傳遞而導致熱能損失。

3 鍋爐燃料熱損失的原因及回收方式

根據鍋爐燃燒熱量守恒等式可以發現，鍋爐燃料燃燒熱量的損失主要有排煙損失、化學未完全燃燒熱損失、機械未完全燃燒熱損失、散熱損失和灰渣物理熱損失。要充分利用鍋爐燃料，實現特種設備的節能降耗就需要從燃料熱損失的角度進行考量。當前我們在減少熱能損失的時候，主要是經由回收熱能，提升設備的利用率，來實現節能意義的。

通過分析設備的熱損失情況，我們得知當前的熱量回收工作包括三個要點，分別是鍋爐排放煙氣、鍋爐介質熱量回收和鍋爐殘渣回收利用。所謂的鍋爐排煙再利用，指的是經由對煙氣降溫，使得其散發熱能，進而對此熱能多次使用，最終起到節能的意義。而鍋爐介質相關的回收工作指的是借助水以及蒸汽降溫，確保介質釋放熱能，最終將熱能合理運用。對于第三種來講，它指的是經由殘渣的多次使用，確保熱能得以釋放，或是把殘渣轉變為肥料，最終實現節能目的。

4 鍋爐燃料余熱回收技術應用

針對鍋爐熱損失的情況以及相應的回收技術分析，目前對鍋爐燃料燃燒形成的熱能排放損耗也有相應的技術支持進行回收。對于鍋爐燃燒排放的煙氣進行熱能回收的技術包括加裝省煤器、蒸汽發生器和空氣預熱器等。省煤器是在鍋爐的尾部排煙管道中利用鍋爐排放煙氣的溫度通過熱面接觸將鍋爐給水進行加熱，使鍋爐給水達到汽包壓力下的飽和狀態，從而降低煙氣排放溫度，將煙氣中含帶熱能進行回收，實現熱量資源的重復利用。例如某冶金行業的大型鍋爐設備，前期運行時煤氣熱值產量只有2900kJ/Nm3，經過省煤器的安裝，鍋爐熱值產量提高到了3268kJ/Nm3。同時，因為設備在給水，進入汽包以前的時候，就經由省煤器開展了預熱活動，此時能夠防止給水吸收熱量，最終降低了單位的投資。蒸汽發生器和空氣預熱器原理與省煤器類似，蒸汽發生器通過利用鍋爐中排放煙氣帶有的熱量將其它設備用水加熱成蒸汽進行利用。空氣預熱器是通過利用鍋爐排放煙氣的熱量將其它生產設備實現空氣的加熱，進而使得熱量能夠多次使用，減少了投資。

在回收鍋爐介質中的熱能的時候，我們經常會用到兩種方法，分別是蒸汽回收裝置和冷凝水回收技術。蒸汽回收裝置通過閉合回收系統，通過管內凝結水的流動將蒸汽中的熱量進行吸收并輸送到鍋爐系統中釋放，實現熱能回收利用。因為該裝置本身是個閉合的體系，因此不用單獨處理管中的水，此時就降低了投資，而且使得步驟更加精簡，能夠明顯的提升利潤。冷凝水回收技術一方面通過冷凝水的過濾回收再次用于鍋爐設備中實現水資源的重復利用，另一方面通過噴淋水旁路系統，確保了鍋爐釋放的氣體可以在短時間內變冷，進而揮發熱量，確保了設備的補水氣溫上升，最終保證了熱能循環使用，實現節能的意義。

燃料殘渣剩余熱值的回收通常通過對煤渣進行回收實現，例如將煤渣做成蜂窩煤進行再次利用或者將燃料灰渣進行處理用作生物肥料。鍋爐燃料廢渣一方面可以將殘渣進行脫硫處理后再次燃燒利用，確保那些燃燒不充分的物質可以二次燃燒，把釋放的熱量合理的運用。另外，通過把煤渣以及水泥等適當的配比，確保了建筑物質能夠被再次的使用。而且，因為煤渣里面有許多的礦物成分，這些礦物質本身是一種非常好的肥料，所以，我們可以經由合理的處理煤渣來增加農業產值，提升利潤。

5 結束語

通過上述我們發現，當前時期特種設備的能耗相當嚴重，要想降低耗損，增加效益，就必須積極的開展節能工作。經由不斷的研究鍋爐裝置的預熱利用情況，我們得知當前這些設備的熱能耗損是由多種要素導致的。要想降低其耗損的話，就要合理的回收利用熱能，只有這樣才可以降低耗損，才能夠增加相關單位的收益。而且，還能夠精簡產能環節，減少投資，提升最終的利潤。最主要的是對生態保護有益處。

參考文獻

[1]孫士華，李昌勇.帶三次風管過熱鍋爐余熱發電系統的效益分析[J].水泥，2010，10（12）：23-24.

[2]劉素琴.循環流化床鍋爐煙氣余熱的利用[J].商品與質量·建筑與發展，2013，11（12）：886.

[3]張立寅.安裝鍋爐余熱回收裝置效果分析[J].中小企業管理與科技，2013，2（12）：304-305.

[4]張綱.高耗能特種設備節能工作大有可為[J].節能與環保，2012，10（1）：18-19.

[5]國家質檢總局特種設備局關于進一步做好高耗能特種設備節能工作的意見[J].中國特種設備安全，2013，24（8）：1-2.

[6]竺哲明，孟國剛，壽明耀，等.“導育訓”合一“關轉升”并舉—關于高耗能特種沒備節能工作的思考[J].中國質量技術監督，2012，21（12）：56-57.