白春雷，張棟良

(四川大學(xué)華西醫(yī)院，四川成都610041)

0 引言

近年來，已有多家企業(yè)、商住區(qū)、賓館、醫(yī)院、學(xué)校在用的燃?xì)?油)鍋爐進(jìn)行了加裝節(jié)能器的余熱回收技術(shù)改造，改造過程中不涉及和觸動(dòng)鍋爐本體、受壓元件、電氣控制系統(tǒng)，不改變鍋爐原有的運(yùn)行方式;安裝施工周期短、見效快，在較短的時(shí)間內(nèi)即可收回改造投資，是提高燃?xì)忮仩t熱效率、降低燃料消耗量切實(shí)可行的技術(shù)途徑。

1 燃?xì)忮仩t節(jié)能器

1.1 鍋爐熱效率

采用反平衡法確定燃?xì)忮仩t熱效率前，必須先確定以下各項(xiàng)熱損失：

(1)干燃燒產(chǎn)物熱損失;(2)由空氣中水分引起的熱損失;(3)由燃料中水分引起的熱損失;(4)由燃料中氫燃燒后所生成的水分引起的熱損失;(5)由未燃盡可燃物引起的熱損失;(6)向周圍的輻射熱失;(7)其它熱損失。

以上(1)～(4)項(xiàng)就是通常所指的排煙熱損失q2，(5)項(xiàng)熱損失包括化學(xué)不完全燃燒熱損失q3和機(jī)械不完全熱損失q4，(6)、(7)兩項(xiàng)對(duì)應(yīng)散熱損失q5和灰渣物理熱損失q6。

相對(duì)于燃煤鍋爐而言，燃?xì)忮仩t熱損失中q4和q6兩項(xiàng)為零，燃?xì)忮仩t熱效率可由式(1)給出：

式中：η—鍋爐熱效率，%;

q2—排煙熱損失，%;

q3—化學(xué)不完全燃燒損失，%;

q5—散熱損失，%。

q2由式(2)確定：

式中：Ipy—排煙熱焓，kJ/Nm3;

αpy—排煙處過量空氣系數(shù);

I0lk—冷空氣焓，kJ/Nm3;

Qr—每標(biāo)米立方燃?xì)馑腿霠t內(nèi)熱量，kJ/Nm3。

q2是燃?xì)忮仩t熱損失中最大的一項(xiàng)，它取決于排煙溫度和排煙量，而排煙量決定于過量空氣系數(shù)。

目前國內(nèi)燃?xì)忮仩t多選用國外品牌燃燒器，過量空氣系數(shù)小，一般在 1.05～1.1［1］，因而燃?xì)忮仩t排煙熱損失的主要決定因素是排煙溫度，并且與燃煤鍋爐顯著不同的是燃?xì)忮仩t排煙熱損失占據(jù)鍋爐總熱損失的主要份額;其次，q5對(duì)燃?xì)忮仩t熱效率的影響也不可低估。

1.2 燃?xì)忮仩t節(jié)能器

為了減少燃?xì)忮仩t熱損失，提高燃料利用率、節(jié)約能源，回收利用排煙余熱、降低排煙溫度是提高鍋爐熱效率的重要途徑之一。由于天然氣與空氣混合燃燒后產(chǎn)生約占鍋爐排煙總量28%的水蒸汽，為防止水蒸汽凝結(jié)對(duì)煙道及設(shè)備的腐蝕，現(xiàn)行鍋爐標(biāo)準(zhǔn)要求燃?xì)忮仩t排煙溫度必須高于煙氣露點(diǎn)，以保證水蒸汽不凝結(jié)。因此，燃?xì)忮仩t的排煙溫度較高，高溫?zé)煔庵胁坏珟ё吡丝捎^的汽化潛熱和物理顯熱，形成近15%的熱損失，而且還含有一定數(shù)量的氮氧化物(NOX)和二氧化硫(SO2)等污染物污染大氣環(huán)境。

在不改變鍋爐原有本體結(jié)構(gòu)的情況下，在排煙出口安裝煙氣換熱器，將鍋爐排煙溫度降到足夠低的水平，煙氣中呈過熱狀態(tài)的水蒸汽就會(huì)凝結(jié)，通過熱交換吸收排煙中的物理顯熱和水蒸汽凝結(jié)所釋放的汽化潛熱加以利用，此種加裝了尾部換熱器的鍋爐稱為燃?xì)忮仩t節(jié)能器。燃?xì)忮仩t節(jié)能器主要由煙道換熱器、保溫調(diào)節(jié)水箱、循環(huán)水管路及熱水循環(huán)泵、電磁閥、電氣控制及監(jiān)測(cè)、顯示系統(tǒng)構(gòu)成。

2 應(yīng)用分析與結(jié)論

燃?xì)忮仩t節(jié)能器的主要特點(diǎn)，一是采用具有優(yōu)良導(dǎo)熱性、等溫性、熱響應(yīng)性和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、維護(hù)方便的新型熱管換熱技術(shù)。二是為考慮企業(yè)工藝流程的連續(xù)性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取較小的煙氣阻力和不易積灰的技術(shù)參數(shù)選取，并具有方便清灰、維護(hù)保養(yǎng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，同時(shí)煙氣流經(jīng)余熱回收裝置過程又起到除塵效果。三是合理取用煙氣流速，既考慮減輕積灰因素，又避免磨蝕機(jī)理的產(chǎn)生。四是設(shè)計(jì)選取余熱回收裝置合理的排煙溫度，確保吸熱壁面溫度處于較高的溫度水平，以避免由于結(jié)露而產(chǎn)生結(jié)灰和腐蝕等現(xiàn)象的發(fā)生。

通過實(shí)際運(yùn)行燃?xì)忮仩t節(jié)能器，我單位四臺(tái)WNS10t/h鍋爐單噸蒸汽耗天然氣可降低7%，一年可節(jié)約天然氣20萬 m3，以2.6元/m3計(jì)算即可節(jié)省經(jīng)費(fèi)52萬元一年就能收回全部成本，節(jié)能潛力巨大有顯著地經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ HJ/T287-2006.環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求中小型燃油、燃?xì)忮仩t［S］.

［2］ 趙軟新，惠世恩.燃油燃?xì)忮仩t［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2000.

［3］ 張文勝，等.中小型燃?xì)忮仩t熱效率估算［J］.工業(yè)鍋爐，2005(1).

［4］ 丁航軍.從鍋爐余熱回收技術(shù)談特種設(shè)備的節(jié)能降耗［J］.邊疆經(jīng)濟(jì)與文化，2009(2).