由于中國(guó)多年的工業(yè)發(fā)展，以煤炭作為主要燃料的工業(yè)鍋爐仍占據(jù)著主導(dǎo)地位。為迎合國(guó)情工業(yè)在迅猛發(fā)展的同時(shí)也造成了霧霾等空氣污染的日益嚴(yán)重，國(guó)家意識(shí)到這一點(diǎn)后發(fā)表了不少有關(guān)工業(yè)發(fā)展中保護(hù)環(huán)境的政策。

而工業(yè)的迅猛發(fā)展也給環(huán)保帶來了曙光。以此種清潔能源為燃料的鍋爐將會(huì)逐漸增多。與燃煤相比，燃燒雖然排放的氮氧化物的含量很少，減輕了對(duì)環(huán)境的壓力，但燃燒后產(chǎn)生的大量水蒸氣隨高溫?zé)煔馀欧诺江h(huán)境中，造成了能量的嚴(yán)重浪費(fèi)。而采用冷凝式鍋爐將高溫?zé)煔庵械娘@熱和潛熱予以回收，可以達(dá)到充分利用能源降低運(yùn)行成本的效果。在加裝余熱回收器的同時(shí)是否對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，進(jìn)一步提高出力，確保安裝余熱回收器后鍋爐本體的正常運(yùn)行，視現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

一、環(huán)保鍋爐的秘密——冷凝置換器

冷凝式換熱器就是增設(shè)在鍋爐尾部的余熱回收裝置，當(dāng)煙氣在通道內(nèi)通過傳熱面，溫度降至溫度以下，從而使排煙中的水蒸氣凝結(jié)釋放潛熱傳遞給回收工質(zhì)，可以將排煙中大量的能量加以回收利用，從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。隨著制造工業(yè)的不斷發(fā)展，各種新型冷凝換熱裝置層出不窮，不論從結(jié)構(gòu)還是實(shí)際余熱回收效果來看都有了非常大的改進(jìn)。通過水洗塔洗滌后的廢氣進(jìn)入酸洗塔，通過酸洗塔，將廢氣中易和酸液發(fā)生反應(yīng)的氣體截取下來。

二、煙氣分析

成分絕大部分為烴，燃?xì)忮仩t排煙中水蒸氣的含量較高，分析表明，排煙中可利用的熱能中，水蒸氣的汽化潛熱所占的份額相當(dāng)大。每1m3燃燒后可以產(chǎn)生1.55千克水蒸氣，具有可觀的汽化潛熱，大約為3700kJ/Nm3，占的低位發(fā)熱量的10%以上。傳統(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸氣仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。因此傳統(tǒng)的鍋爐理論熱效率一般只能達(dá)到95%左右，利用冷凝式換熱器只要把煙氣溫度降到煙氣路點(diǎn)溫度以下，就可回收煙氣中的顯熱和水蒸氣的凝結(jié)潛熱，按低位發(fā)熱量為基準(zhǔn)計(jì)算，鍋爐熱效率可達(dá)到和超過109%。3、使用壽命長(zhǎng)：超導(dǎo)熱管余熱回收裝置使用壽命10年以上，單根熱管可拆卸更換，維護(hù)簡(jiǎn)單成本低。

1、路點(diǎn)計(jì)算

在水蒸氣分壓力不變的情況下，使空氣冷卻至飽和濕蒸汽狀態(tài)時(shí)，將有水滴析出，此時(shí)的溫度即為路點(diǎn)溫度。燃燒特性分析(以1m3計(jì)算)煙氣中水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)達(dá)17˙4%，若燃燒在大氣壓力下進(jìn)行，當(dāng)空氣過量系數(shù)α為1.1時(shí)(本文中的計(jì)算均以此作為計(jì)算依據(jù))，其相應(yīng)的煙氣路點(diǎn)溫度是57℃。隨著能源價(jià)格的節(jié)節(jié)升高，余熱余壓利用的投資回報(bào)逐漸被人們認(rèn)可，余熱余壓利用對(duì)企業(yè)節(jié)能減排工作也日趨重要。

通過觀察可知，煙氣路點(diǎn)溫度隨過量空氣系數(shù)的變化而變化。因?yàn)楦鶕?jù)道爾頓分壓定律，路點(diǎn)溫度的高低與煙道中水蒸氣的分壓量(即水蒸氣的含量)成正比，隨著過量空氣系數(shù)的增加，煙道中水蒸氣的相對(duì)體積減小，水蒸氣的容積份額會(huì)有所下降，其路點(diǎn)溫度也隨之降低。實(shí)際上，雖然各地方中成分含量有所不同，其他成分影響很小，經(jīng)計(jì)算的溫度誤差不超過0.3%(符合實(shí)際要求的范圍)，并且由于實(shí)際燃燒的影響因素較多，也使得計(jì)算不可能達(dá)到很準(zhǔn)確，通常是在理論值附近的一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)，在實(shí)際應(yīng)用中還需根據(jù)不同情況進(jìn)行修正分析。當(dāng)采用卷布方式出布時(shí)，對(duì)布的張力穩(wěn)定性要求較高，布需穿過一條由氣唧控制的張力調(diào)節(jié)導(dǎo)輥。

2、熱效率解析

煙氣中的熱量以顯熱和潛熱2種形式存在，因此鍋爐的熱損失也由煙氣的顯熱損失和潛熱損失組成。而顯熱損失取決于煙氣的溫度和煙氣組分的熱容量;潛熱損失則取決于煙氣中以水蒸氣形態(tài)存在的水量的多少。箱體廢氣余熱回收設(shè)備的外箱體由鈑金件拼裝而成，其結(jié)構(gòu)便于維修與清理。當(dāng)水蒸氣冷凝時(shí)，煙氣中存在復(fù)雜的現(xiàn)象：由于水蒸氣分壓力較低，并且在冷凝液膜附近主要是不凝氣體，如N2、CO2、O2等，煙氣中水蒸氣需要穿過不凝氣體層才能達(dá)到液膜表面發(fā)生冷凝。煙氣中水蒸氣冷凝率等于由單位體積燃燒生成煙氣所產(chǎn)生的凝結(jié)水量與燃燒所生產(chǎn)的水蒸氣量的比值，其中，燃燒所產(chǎn)生的水蒸氣包括燃燒生成的水蒸氣及空氣和燃?xì)馑鶐氲乃魵狻?

僅煙氣中的潛熱就對(duì)鍋爐的熱效率影響如此巨大，倘若能將排煙溫度降低到以下對(duì)潛熱加以回收利用，對(duì)以低位發(fā)熱量為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算的熱效率至少可提高到10%以上。與煤燃燒相比，雖然燃燒產(chǎn)生的氮氧化物含量較少，但環(huán)境壓力較小，但燃燒后產(chǎn)生的大量水蒸氣被高溫?zé)煔馀湃氕h(huán)境，導(dǎo)致嚴(yán)重浪費(fèi)能源。并且隨著排煙溫度的降低，煙氣的顯熱損失也會(huì)相對(duì)減小，那么熱效率的提高將更為明顯，進(jìn)一步證明降低排煙溫度對(duì)鍋爐效率提高的重要意義。

進(jìn)一步計(jì)算可以得出在不同排煙溫度下鍋爐實(shí)際熱效率的變化趨勢(shì)。鍋爐效率隨著排煙溫度的變化分為2個(gè)比較明顯的區(qū)域：在60～180℃變化緩慢，而在20～60℃變化較大。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺桿機(jī)旋轉(zhuǎn)，空氣經(jīng)過濾器，被吸入螺桿壓縮機(jī)中壓縮成高壓空氣，并與循環(huán)油混合形成高壓高溫油氣混合氣體，進(jìn)入油氣分離器。這主要是因?yàn)榕艧煋p失中水蒸氣潛熱損失占的比例大于煙氣顯熱的結(jié)果。當(dāng)鍋爐排煙溫度降到20℃時(shí)，鍋爐效率理論上可達(dá)107.4%。

排煙中的水蒸氣潛熱在57℃以下才能得以回收，能夠回收的熱量依賴于所要求的利用溫度和利用率。如果利用溫度接近排煙的溫度，僅能回收較少的熱量。分析表明，在煙氣中可用的熱能中，水蒸氣的蒸發(fā)潛熱占相當(dāng)大的份額。利用溫度越低，回收的熱量越多。因此，低溫下余熱冷水可獲得高的回收率，而在較高的溫度下輸出熱能會(huì)降至可以回收的能量數(shù)量。

三、余熱回收

1、避免余熱回收器受熱面的磨損的全過程

將余熱回收器管排設(shè)計(jì)成膜式管排(或H型管排)，這種結(jié)構(gòu)迫使煙氣流動(dòng)趨于層流，管排間沒有煙氣擾動(dòng)，在同樣煙速下，與螺旋肋片式和光管式相比較是不易磨損的受熱面布置形式。而且由于每個(gè)煙道的邊界管排與煙氣的磨擦，而形成中間流速高，兩邊流速低的分布方式。又例如，我國(guó)鋼鐵行業(yè)1000立方米以上高爐約110余座，有30座以上尚未配套爐頂壓差(TRT)發(fā)電設(shè)備。因此，管壁附近煙氣流速低于平均值，煙氣擾動(dòng)比較弱，緩解了飛灰對(duì)省煤器的磨損。煙氣流速對(duì)受熱面的磨損影響大，布置受熱面時(shí)煙氣流速不宜過大，設(shè)計(jì)時(shí)通過調(diào)整管排橫向截距，來改變受熱面的煙速，可有效避免余熱回收器管排的磨損問題。

2、煙道阻力

鍋爐整個(gè)煙道阻力主要由引風(fēng)機(jī)和煙囪自拔力來克服，其中引風(fēng)機(jī)是主要因素。安裝余熱回收器后鍋爐整體煙氣阻力必然增加。目前來看，空壓機(jī)余熱回收利用已經(jīng)成為了主流發(fā)展趨勢(shì)，特別是對(duì)企業(yè)用戶來說，利用自有設(shè)備所產(chǎn)生的熱能進(jìn)行合理的利用和轉(zhuǎn)換。以某電廠3號(hào)爐熱力計(jì)算結(jié)果為例，煙道阻力增加約70Pa左右。在加裝余熱回收器的同時(shí)是否對(duì)引風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造，進(jìn)一步提高出力，確保安裝余熱回收器后鍋爐本體的正常運(yùn)行，視現(xiàn)場(chǎng)情況確定。

3、一直被擔(dān)憂的小問題——余熱回收器管內(nèi)壁結(jié)垢

受熱面管內(nèi)壁結(jié)垢主要發(fā)生在蒸發(fā)段，因?yàn)檎羝娜茺}能力與水比較相差很大。而在余熱回收系統(tǒng)中溫度也不會(huì)超過120℃，整個(gè)系統(tǒng)仍處于液相，管內(nèi)壁結(jié)垢問題較小。

廢水余熱回收技術(shù)

     通常一個(gè)小型的洗浴場(chǎng)所每天僅淋浴排放的廢水一般不少于50噸，排放的廢水溫度多在30~35℃之間。我們國(guó)家最近今年積極采取“煤改電”、“煙氣處理指標(biāo)“等舉措，以改善解決燃煤供暖造成的巨量污染。按照現(xiàn)有技術(shù)提取溫度區(qū)間為23~28℃左右，熱能回收利用率達(dá)到80%以上，換句話說：此項(xiàng)措施可為您節(jié)約8成的加熱費(fèi)用，可見其中蘊(yùn)含的經(jīng)濟(jì)效益不容小覷。

1、污水余熱回收機(jī)

   我們將廢水收集至污水池，廢水溫度30度左右，還有27℃的熱能回收空間。采用回收機(jī)將廢水熱量提取至7℃左右排放。此設(shè)備可直接制取45~55℃的熱水，噸水僅耗電5~8度（取決于廢水溫度），節(jié)能效果顯而易見，是目前經(jīng)濟(jì)的熱水方式。

   目前專業(yè)洗浴廢水熱回收機(jī)的推出，是洗浴業(yè)主的福音，在實(shí)現(xiàn)熱回收的同時(shí)其社會(huì)意義同樣重大。

2、空氣 污水雙源熱泵組合

    該設(shè)備將兩套設(shè)備合二為一，擁有水源機(jī)能效高和空氣源機(jī)使用范圍廣雙重優(yōu)點(diǎn)。可有效滿足用戶需求。在滿足上述廢熱回收的同時(shí)，污水源不足時(shí)，可依靠空氣源側(cè)制造熱水。目前專業(yè)洗浴廢水熱回收機(jī)的推出，是洗浴業(yè)主的福音，在實(shí)現(xiàn)熱回收的同時(shí)其社會(huì)意義同樣重大?？諝庠茨苄П葹?:3。污水源能效比可達(dá)1：5甚至更高?？紤]充分時(shí)可滿足熱水供應(yīng)及時(shí)、可靠、經(jīng)濟(jì)等多種需求。

   夏天，環(huán)境溫度高，優(yōu)先用空氣源制熱。冬天，當(dāng)有污水的時(shí)候，優(yōu)先用污水制熱，沒有污水的時(shí)候，可以用空氣源制熱，一機(jī)兩用，輸入的負(fù)荷只有一個(gè)空氣源的負(fù)荷。余熱余壓應(yīng)用現(xiàn)狀除了一次性投資較高外，在余熱余壓利用過程中，使用的生產(chǎn)方法、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備以及原料、環(huán)境條件的不同，給余熱余壓利用帶來很多困難。空氣源側(cè)噸水耗電7~10度（取決于環(huán)境溫度）；污水源側(cè)噸水耗電5~8度（取決于廢水溫度）。

余熱回收的特點(diǎn)

      1、空壓機(jī)原有冷卻系統(tǒng)與空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)是兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，使用者無須擔(dān)心由于空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)的原因而影響空壓機(jī)的運(yùn)行。兩套系統(tǒng)的切換自動(dòng)控制，在空壓機(jī)余熱回收系統(tǒng)未啟用時(shí)，空壓機(jī)使用機(jī)身自帶冷卻系統(tǒng)；當(dāng)余熱回收系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，余熱回收系統(tǒng)可自動(dòng)切換至余熱回收系統(tǒng)。隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，各種新型高效的冷凝換熱裝置層出不窮，在結(jié)構(gòu)和實(shí)際余熱回收方面得到了很大的改善。

      2、全自動(dòng)控制系統(tǒng)，無需人為操作，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)溫度、水位的情況做出判斷，自行決定換熱方式?？上攵?，技術(shù)的發(fā)展給我們的帶來的影響。

先進(jìn)的回收技術(shù)為了防止這種廢物的產(chǎn)生，有必要回收空氣壓縮機(jī)的余熱。有必要知道，許多行業(yè)在開發(fā)過程中會(huì)進(jìn)行一些回收，這樣可以節(jié)省生產(chǎn)過程中的成本，并為環(huán)境帶來一定的保護(hù)。然而，廢熱的回收不同于一般材料的回收，并且在回收過程中技術(shù)要求更加嚴(yán)格。因此，對(duì)于使用空氣壓縮機(jī)的制造商而言，掌握回收技術(shù)非常重要。余熱回收其實(shí)是空壓機(jī)余熱回收項(xiàng)目是一個(gè)新興市場(chǎng)，同樣的，它的市場(chǎng)潛力也是很巨大的。在正常情況下，在廢熱回收之前，需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備使用過程中產(chǎn)生的廢熱進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和計(jì)算。這樣可以實(shí)現(xiàn)良好的回收利用，不會(huì)浪費(fèi)太多的人力物力。當(dāng)然，重要的是要有相應(yīng)的分析報(bào)告，這也可以在回收設(shè)備的選擇中發(fā)揮重要作用。