燃?xì)忮仩t尾氣余熱回收應(yīng)用方案

孫曉靜，李文靜，林真國(guó)，周士棋

燃?xì)忮仩t尾氣余熱回收應(yīng)用方案

孫曉靜1，李文靜1，林真國(guó)1，周士棋2

（1.重慶大學(xué)；2.新疆天格信息科技有限公司）

論文對(duì)余熱回收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做出了工程應(yīng)用方案。在對(duì)燃?xì)忮仩t余熱回收系統(tǒng)應(yīng)用討論中，分潛熱回收及非潛熱回收兩類，對(duì)余熱回收的最終用途及余熱回收器的選擇進(jìn)行了分析及建議。針對(duì)可利用余熱量呈動(dòng)態(tài)變化的現(xiàn)象，為最大限度利用余熱，創(chuàng)新性地提出了動(dòng)態(tài)余熱回收系統(tǒng)，有助于余熱回收系統(tǒng)達(dá)最佳余熱回收效果。

燃?xì)忮仩t；余熱回收；可利用余熱量；余熱回收系統(tǒng)

1 概述

能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)［1］。民用鍋爐的大量使用，產(chǎn)生了大量攜帶高溫的尾氣，從未導(dǎo)致大量的廢熱浪費(fèi)。從節(jié)能減排的角度出發(fā)，對(duì)這部分廢熱加以回用［2］。余熱回收系統(tǒng)應(yīng)用的重點(diǎn)為余熱回收器形式的選擇與余熱回收的最終用途兩方面。實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于余熱回收系統(tǒng)可利用余熱量的不同，其適宜的余熱最終用途及余熱回收器形式都有所不同，本文就這兩方面重點(diǎn)展開(kāi)討論。

在鍋爐尾氣處理過(guò)程中，并不是所有的時(shí)刻都是額定功率下運(yùn)行，尾氣的排放量和排放溫度都在動(dòng)態(tài)變化，所以當(dāng)要對(duì)尾氣中的熱量進(jìn)行回收利用的時(shí)候，就要對(duì)燃?xì)忮仩t動(dòng)尾氣進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)控。基于這樣的需求，本文創(chuàng)新性的提出動(dòng)態(tài)余熱回收系統(tǒng)［3］，在原有回收方式基礎(chǔ)上，采用動(dòng)態(tài)回收系統(tǒng)，既可保證鍋爐排煙系統(tǒng)的正常運(yùn)行，又可以實(shí)現(xiàn)尾氣廢熱的最大化利用。

2 余熱回收應(yīng)用

余熱回收應(yīng)用即熱量回收的最終用途。選擇正確的余熱回收用途，就是選擇了合適的冷流體作為載熱工質(zhì)，其直接影響到余熱回收器形式選擇的正確性。余熱回收用途選擇的正確與否對(duì)于選擇合適余熱回收器的形式尤為重要，常規(guī)鍋爐尾氣余熱回收利用如表1所示。

表1 余熱回收系統(tǒng)應(yīng)用方案

表1可見(jiàn)，對(duì)于燃?xì)忮仩t，當(dāng)允許余熱回收溫度較高時(shí)，余熱量不多，可用于預(yù)熱空氣及補(bǔ)水加熱，則其余熱回收器則可以選擇傳統(tǒng)的管式余熱回收器、熱管空氣預(yù)熱器或板式換熱器。當(dāng)允許余熱回收溫度較低，余熱量較多，其余熱可用于加熱水，則建議選擇冷凝式余熱回收器或耐腐蝕的熱管換熱器。在鍋爐余熱回收中，使用的余熱回收器形式多樣，各有優(yōu)點(diǎn)，其適用的情況也各有不同，根據(jù)不同的需求采取不同的換熱器，更好的提高效率。

3 燃?xì)忮仩t動(dòng)尾氣動(dòng)態(tài)熱回收系統(tǒng)的調(diào)控

實(shí)際工程中由于鍋爐運(yùn)行并不總在額定負(fù)荷下，因此鍋爐尾氣排放量和排放溫度都是變化的；在不影響鍋爐排煙系統(tǒng)正常運(yùn)行前提下，鍋爐尾氣的可利用余熱量是變化的［4］。據(jù)此，本文提出了鍋爐尾氣動(dòng)態(tài)余熱回收系統(tǒng)，能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)尾氣排放參數(shù)。

對(duì)于燃?xì)忮仩t，在允許余熱回收溫度較高時(shí)，其余熱量不多，宜用于預(yù)熱空氣或補(bǔ)水加熱，余熱回收器可選擇熱管、傳統(tǒng)管式換熱器、板式換熱器［5］。

為適應(yīng)可利用余熱量的動(dòng)態(tài)變化，并達(dá)到預(yù)熱量的最大利用，需設(shè)計(jì)一種可適應(yīng)可利用余熱量變化的余熱回收系統(tǒng)。本文提出使用兩次換熱的方案，具體余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖2所示，其中一次側(cè)作為冷流體載體吸收煙氣熱量，而二次側(cè)作為使用末端的加熱側(cè)用于適應(yīng)可利用余熱量的變化從而改變二次側(cè)的用途。該系統(tǒng)中一次側(cè)中水泵為變頻水泵，通過(guò)水泵的變頻，改變冷流體工質(zhì)的流量，而達(dá)到余熱回收器換熱量的改變。

圖2 動(dòng)態(tài)余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4 結(jié)論

本文結(jié)合可利用余熱量與允許余熱回收溫度，對(duì)余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了建議。在傳統(tǒng)余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，分允許余熱回收溫度高于煙氣露點(diǎn)溫度、低于煙氣露點(diǎn)溫度兩種情況分別對(duì)熱水鍋爐及蒸汽鍋爐余熱回收系統(tǒng)的余熱回收用途及余熱回收器的形式做出了建議。

基于鍋爐運(yùn)行并不總在額定負(fù)荷下，在其情況下，鍋爐尾氣排放量和排放溫度都是變化的，本文提出的動(dòng)態(tài)余熱回收系統(tǒng)，可以在不影響鍋爐排煙系統(tǒng)正常運(yùn)行前提下，更好的提高尾氣余熱利用率。

［1］中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院新聞辦公室.中國(guó)的能源狀況與政策EB/01. http：//www.gov.cn/zwgk/2007-12/26/content_844159.htm，2007-12-26.

［2］張德義.世界能源消費(fèi)形勢(shì)芻議［J］.中外能源，2012，03：1～11.

［3］Mujeebu，M·Abdul.Developmentofenergyefficientporousmedium burners on surface and submerged combustion modes［J］.Energy，2011，36（8）：5132～5139.

［4］同濟(jì)大學(xué).燃?xì)馊紵c應(yīng)用：第四版［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011

［5］梁 融.高爐煤氣余熱鍋爐內(nèi)的傳熱計(jì)算及分析［D］.江蘇科技大學(xué)，2014.

［6］朱明善.工程熱力學(xué)：第二版［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2010.

［7］楊肖曦．工程燃燒原理［M］．北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2008.

TK229.8

A

2095-2066（2016）29-0048-02

重慶市科委重點(diǎn)項(xiàng)目（cstc2014yykfB90004）；烏魯木齊市科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目（H141015001）。

2016-9-30