湖北余熱回收裝置點(diǎn)擊了解更多 海辰環(huán)保一體化泵站

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(lái)了曙光。以此種清潔能源為燃料的鍋爐將會(huì)逐漸增多。東莞市大能環(huán)保科技有限公司研發(fā)的廢水余熱回收的經(jīng)濟(jì)性余熱回收系統(tǒng)投資回收期通常為半年左右，節(jié)能省錢。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。

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(guò)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。該工程即可以解決員工洗浴問(wèn)題，同時(shí)也是工業(yè)用熱水很好的解決方案。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(lái)看都有了非常大的改進(jìn)。

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。另一方面，同樣在北方地區(qū)，每年有約3億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱能觸手可及，卻要費(fèi)時(shí)費(fèi)力地專門棄置處理掉。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(guò)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(guò)109%。

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。但燒結(jié)產(chǎn)量會(huì)根據(jù)工廠的生產(chǎn)計(jì)劃有所波動(dòng)，當(dāng)產(chǎn)量低時(shí)，燒結(jié)煙氣溫度會(huì)有所降低，這時(shí)余熱鍋爐吸收燒結(jié)煙氣熱量后，不但所產(chǎn)生的蒸汽產(chǎn)量不能達(dá)標(biāo)，而且會(huì)造成余熱鍋爐吸熱后的燒結(jié)煙氣溫度過(guò)低，容易對(duì)后續(xù)燒結(jié)煙氣處理工藝中的各種設(shè)備造成腐蝕。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(guò)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℃。

通過(guò)觀察可知，煙氣路點(diǎn)溫度隨過(guò)量空氣系數(shù)的變化而變化。為順利進(jìn)行生產(chǎn)熱定型機(jī)需用風(fēng)機(jī)不斷引入新鮮空氣并排出一部分的廢氣，該廢氣的溫度一般也能達(dá)到140到180度左右。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(guò)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(guò)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。

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。三、余熱回收1、避免余熱回收器受熱面的磨損的全過(guò)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(méi)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最不易磨損的受熱面布置形式。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。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(guò)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。因此，布所帶上的化工料非常均勻，這是獲得高質(zhì)量定型布的先決條件。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)。烘箱體定型機(jī)一般有八組烘箱，空氣在循環(huán)風(fēng)扇的鼓吹作用下，不斷由星形的噴氣架上的細(xì)孔噴在布面上。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。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。在國(guó)家意識(shí)到這一點(diǎn)后，它發(fā)布了許多關(guān)于工業(yè)發(fā)展的環(huán)境保護(hù)政策。如果利用溫度接近排煙的溫度，僅能回收較少的熱量。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(guò)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(méi)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。不但可以減少污染排放，而且能夠在熱水、熱風(fēng)等需求上得到相應(yīng)的滿足。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。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(guò)大，設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)調(diào)整管排橫向截距，來(lái)改變受熱面的煙速，可有效避免余熱回收器管排的磨損問(wèn)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(lái)克服，其中引風(fēng)機(jī)是主要因素。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。安裝余熱回收器后鍋爐整體煙氣阻力必然增加。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(wèn)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(guò)120℃，整個(gè)系統(tǒng)仍處于液相，管內(nèi)壁結(jié)垢問(wèn)題較小。

       熱管余熱回收器是燃油、煤、氣鍋爐余熱回收的專用設(shè)備，安裝在鍋爐煙口或煙道中，將煙氣余熱回收后加熱空氣，熱風(fēng)可用作鍋爐助燃和干燥物料。中等的（120度-160度）可以采用氨水吸收制冷設(shè)備來(lái)制取-30度到5度的冷量，用于空調(diào)或工業(yè)。其構(gòu)造如圖所示：四周管箱，中間隔板將上下兩側(cè)通道隔開(kāi)，熱管為全翅片管，單根熱管可更換。工作時(shí)，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)熱管換熱器下部沖刷熱管，此時(shí)熱管吸熱，煙氣放熱溫度下降。熱管將吸收的熱量傳至上部將流經(jīng)熱管換熱器上部的冷空氣迅速加熱，此時(shí)熱管放熱，空氣吸熱溫度升高。

只有煙氣中的潛熱才會(huì)對(duì)鍋爐的熱效率產(chǎn)生如此巨大的影響。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)。如果廢氣溫度可以降低到以下以恢復(fù)潛熱，則基于低熱值計(jì)算的熱效率可以增加到至少10％。隨著廢氣溫度的降低，煙氣的顯熱損失將相對(duì)減少，熱效率的提高將更加明顯，這進(jìn)一步證明降低廢氣溫度對(duì)提高鍋爐效率的重要性。可以使用進(jìn)一步的計(jì)算來(lái)推導(dǎo)出鍋爐在不同排氣溫度下的實(shí)際熱效率的趨勢(shì)。隨著廢氣溫度的變化，鍋爐的效率分為兩個(gè)不同的區(qū)域：變化在60-180℃時(shí)變慢，在20-60℃時(shí)變化很大。這主要是因?yàn)闊熿F中水蒸氣的潛熱損失比例大于煙霧顯熱的結(jié)果。當(dāng)鍋爐排氣溫度降至20°C時(shí)，鍋爐效率理論上可達(dá)到107.4％。