論熱管余熱鍋爐運行中的注意事項

趙建民

【摘要】“節能減排”是當今國策，是可持續發展的重中之重。玻璃企業是耗能大戶，它能耗的高低，也直接關聯到“節能減排”國策在企業的貫徹執行力度的高低。在玻璃融化過程中，窯爐產生的廢（煙）氣很多企業將它直截排放到空中，不僅浪費能源，還污染了環境。在原煙道旁設置旁路煙道，安裝余熱回收系統設備（熱管余熱鍋爐），將500℃-220℃左右煙氣余熱進行回收利用，降到180℃-160℃左右進入下道工序（脫硫）或排空。回收這部分余熱是玻璃企業行之有效的“節能減排”措施之一。通過余熱回收系統設備（熱管余熱鍋爐）可產出一定表壓力的、一定量的飽和蒸汽或過熱蒸汽，用于發電、生產、生活使用，替代外供（燃煤、燃氣、燃油）鍋爐。本文就熱管余熱鍋爐運行中的注意事項進行闡述。

【關鍵詞】余熱鍋爐的運行成本

無論選用何種結構形式的余熱鍋爐除保證余熱鍋爐的出力外我們還應注意三點：余熱鍋爐的運行動力的大小即運行成本的高低；余鍋爐的的積灰與清灰；通過實踐對以上兩點，分別進行闡述。

一、余熱鍋爐的運行動力的大小

要保證窯壓正常，因此，余熱鍋爐出口處需安裝引風機進行機械引風以克服設備的阻力，從而達到穩定窯壓，所以余熱鍋爐的運行動力即引風機電機功率也就是它的動力成本。

合理選取煙氣流速，以降低余熱鍋爐的阻力：余熱鍋爐本身的阻力占運行動力成本約2/3以上，所以我們在選用余熱鍋爐型號時除要看余熱鍋爐的出力外、還要看其煙氣側阻力指標參數的大小。

余熱鍋爐的阻力主要是由煙氣流速的大小和換熱管的管排數的多少及排列方式等因素組成。

煙氣側阻力計算公式：

式中：Δp—煙氣側阻力降（mmH2O）

f—摩擦系數

N—管排數（排）

ω1m—煙氣在管束最窄截面的質量流速（Kg/m2.s）

g—重力加速度（m/s2）

ρ—煙氣密度（Kg/m3）

從煙氣側阻力公式可以看出，煙氣側阻力和煙氣流速的平方成正比關系，和管排數也成正比關系。雖然煙氣的流速又和傳熱系數是正比關系和換熱面積是反比關系，它直接關聯到設備的管排數和成本的高低。如煙氣流速選取過大，設備的煙氣側阻力增加是級數增加，無形中大大的增加了機械運行動力（引風機電機功率），提高運行成本是很大的，如和設備成本進行比較是得不賞識的，因此我們要合理的選擇流速。通過實踐摸索，流速可選為6～8m/s為宜。

合理選取管間距，以降低余熱鍋爐的阻力。

可以看出，迎風面管間距（S1）和背風面（S2），如果S2>S1。可以降低阻力（△P）。一般情況下，S2=1.06～1.1S1。

二、余熱鍋爐的積灰與清灰

（一）灰塵的形成機理

積灰按溫度可劃分為高溫區積灰、過渡區積灰和低溫區積灰，熱管換熱設備的積灰主要是低溫區積灰。低溫區積灰一般為疏松式積灰，主要發生在溫度較低的部位上。積灰形成的機理較復雜，一般認為疏松式積灰是由于引力和靜電引力的作用而形成。另外，煙氣流動時，因煙氣中灰粒的電阻較大會發生靜電感應，雖然受熱面的材質是良導體，但當受熱面積灰后，其表面就變成了絕緣體，很容易將因靜電感應而產生的帶異種電荷的灰粒（當量直徑小于10μm）吸附在其表面上，形成疏松式積灰。疏松式積灰在以下條件下均可形成低溫粘結性積灰：①燃料燃燒不充分而形成高粘度聚合物，此種聚合物極易吸附于管壁上，不容易脫落而形成粘結性積灰。②當灰垢吸收煙氣中S03和水蒸氣后轉化成硫酸鹽，形成粘結性積灰。

（二）清灰方法

（1）在換熱器中裝有固定的或可移動的吹灰器或固定吐灰管，每班以壓縮空氣或蒸汽進行吹掃。

（2）管束或單根熱管在停爐時從熱換器中抽出加以清灰。

（3）在換熱器煙氣入口處裝設煙氣切換擋板，利用煙氣聚流來進行吹灰和安裝除塵器。目前采用的除塵器大致有：慣性重力除塵器、旋風除塵器、靜電除塵器、聲波除塵器等。其中，慣性重力除塵器簡單易行，切投資相比也較少。

（4）在設備結構設計上，也要有清灰措施——設置清灰門，在定期運行中，打開清灰門用：壓縮空氣或蒸汽及中壓水進行吹掃（視不同工況而定）。

三、總結

無論何種形式的工業窯爐（抽屜窯、隧道窯、橫火焰窯、馬蹄焰窯、浮法窯等），經溶化后，都有廢煙氣余熱經煙道排放到大氣中，這部分的余熱如不加以回收利用，它既污染了環境又浪費了能源，為了子孫后代和國家可持續發展，我們要積極主動的回收利用這部分余熱，這樣即“節能”刃‘減排”凈化了環境。但是我們又不能是節約了“煤”浪費了“電”，兩者要統籌考慮，不要偏重一方。

對余熱鍋爐的結構設計要求是：既要少積灰，又要便于清灰。清灰的方法很多，作為用戶要因地制宜的選用適合自己工況條件的“方式”，不能是采用的“方式”不當而損壞設備，這樣實例是較多的。

總之，我們在選用余熱鍋爐時既要考慮余熱鍋爐的“出力效率”又要可慮它的煙氣側阻力的大小，還要可慮它既要少積灰，又要便于清灰的結構特點。各企業一定要“因地制宜”的選用，不能盲從。