安傳華 李海東 馮統(tǒng)華

摘 要：我國(guó)明文規(guī)定，社會(huì)的生產(chǎn)發(fā)展必須建立在節(jié)能的基礎(chǔ)上，倡導(dǎo)對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，從而達(dá)到節(jié)約能源的作用。通過(guò)不同方面探討鍋爐（循環(huán)流化床鍋爐）煙氣余熱回收處理技術(shù)，對(duì)其它鍋爐的煙氣余熱回收節(jié)能技術(shù)起到一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：資源有限 鍋爐煙氣 余熱回收 節(jié)能技術(shù)

中圖分類號(hào)：TK229.66 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）009-066-02

對(duì)鍋爐煙氣余熱進(jìn)行回收處理技術(shù)，有利于我國(guó)資源長(zhǎng)遠(yuǎn)使用。循環(huán)流化床鍋爐（以下簡(jiǎn)稱CFB，Circulatie fluidics bed的英文縮寫），比起別的鍋爐節(jié)能性能強(qiáng)、適用各種燃燒材料的特點(diǎn)，所以在我國(guó)乃至世界各國(guó)的工業(yè)中大范圍使用。CFB鍋爐是在原有的鍋爐技術(shù)水平上，不斷改進(jìn)和提高。再加上鍋爐承受熱量的表面出現(xiàn)磨損、排煙難等問(wèn)題得到了解決，CFB鍋爐工作效率更有明顯提高。例如廣東鳳崗發(fā)電廠的CFB鍋爐能夠不停工作362天，創(chuàng)下我國(guó)鍋爐史上最長(zhǎng)記錄。

CFB鍋爐的研發(fā)使用是效仿傳統(tǒng)燃煤鍋爐，如何才能徹底打破燃煤鍋爐的使用原理，按照CFB的不同特點(diǎn)進(jìn)行改善是將來(lái)CFB鍋爐研究的方向。下面根據(jù)CFB鍋爐特點(diǎn)，研究鍋爐煙氣余熱回收處理技術(shù)。

1 闡述循環(huán)流化床鍋爐概念

循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)稱CFB鍋爐，它具有工作效率高，尾氣排放危害低的特點(diǎn)。CFB鍋爐是現(xiàn)代化的高科技產(chǎn)物。世界各個(gè)工業(yè)國(guó)家普遍在發(fā)電站、垃圾回收廠等領(lǐng)域使用CFB鍋爐。最初的CFB鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn)快速，也叫高速流化床鍋爐。因?yàn)楦咚倭骰插仩t的使用時(shí)間比CFB鍋爐久遠(yuǎn)，有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以CFB鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理是參照高速流化鍋爐的程序設(shè)計(jì)。它和傳統(tǒng)的鍋爐設(shè)計(jì)原理大致一樣，卻又在結(jié)構(gòu)和使用上存在一定差異，是傳統(tǒng)鍋爐結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新技術(shù)的結(jié)合。要徹底明白CFB鍋爐的工作理論，首先就要對(duì)高速流化床鍋爐工作原理、構(gòu)建材料有一定的認(rèn)識(shí)，同時(shí)要了解高速流化床鍋爐在不同運(yùn)轉(zhuǎn)速度下的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、熱量傳播特點(diǎn)和燃燒特點(diǎn)。概括來(lái)講，燃燒物在鍋爐中反復(fù)燃燒，稱之為循環(huán)。燃燒物在鍋爐中進(jìn)行燃燒時(shí)，高溫使燃燒物形成流動(dòng)的狀態(tài)，稱之為流化。循環(huán)流化鍋爐是材料在鍋爐中進(jìn)行反復(fù)燃燒的節(jié)能燃燒形式。

2 對(duì)鍋爐煙氣余熱回收處理必要性

在我國(guó)，電能有72%都是來(lái)自燃煤發(fā)電。我們?nèi)粘Ｉ钪忻慷嘤靡欢入?，發(fā)電廠就要燃燒更多的煤進(jìn)行發(fā)電。煤的燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化氮、一氧化硫等有毒氣體，這些有毒氣體排到空氣中導(dǎo)致空氣固體粉粒增多，污染空氣。再者煤的再生產(chǎn)需要?dú)v經(jīng)一個(gè)世紀(jì)以上的時(shí)間，因此現(xiàn)存的煤量一旦同完，我們的日常生活、工業(yè)發(fā)展等都會(huì)受到影響。

2.1 國(guó)家高度重視工業(yè)鍋爐節(jié)能

在最近90年里，很多資本主義國(guó)家已經(jīng)完成本國(guó)的工業(yè)建設(shè)，世界上的煤資源被資本主義國(guó)家的工業(yè)建設(shè)消耗得所剩無(wú)幾。我國(guó)是全球處于正在發(fā)展的國(guó)家中最大的發(fā)展國(guó)，在工業(yè)化的道路上飛速前進(jìn)，發(fā)展是建立在消耗大量能源的基礎(chǔ)上。據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)在2009年煤總量比2008年少了6.8%，能源消耗位居世界第三，消耗速度極其迅速。按這樣的發(fā)展形勢(shì)下去，我國(guó)煤資源很快就會(huì)消耗完。節(jié)能行動(dòng)迫在眉睫。國(guó)家頒布條令，必須加強(qiáng)節(jié)約能源的工作，科學(xué)進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)展，降低能源消耗，節(jié)約能源，特別是針對(duì)鍋爐鍋爐煙氣余熱回收，并且頒布相應(yīng)對(duì)策，將節(jié)能作為基本國(guó)策去落實(shí)。全國(guó)各省各市高度重視，積極落實(shí)節(jié)能減排工作。

2.2 工業(yè)鍋爐消耗能源巨大

全國(guó)人民都在為節(jié)能減排共同努力：隨手關(guān)燈、出門坐公車、低碳烹飪、水資源循環(huán)利用、家用電器的節(jié)能使用等等。為緩解我國(guó)能源緊張的局勢(shì)做出一份貢獻(xiàn)，努力創(chuàng)造一個(gè)節(jié)約能源的新型社會(huì)。但是工業(yè)的鍋爐生產(chǎn)方面存在很大的浪費(fèi)和污染問(wèn)題，這些問(wèn)題亟待解決。工業(yè)鍋爐的尾氣溫度很高，工業(yè)鍋爐在燃煤運(yùn)作的時(shí)候，鍋爐后邊會(huì)排除大量濃煙，煙的溫度高至250-400℃，熱能源高。大多工廠并不注重對(duì)濃煙的循環(huán)使用，而是直接任其排到空氣中，不僅造成浪費(fèi)還對(duì)大氣造成污染。一般重型CFB鍋爐的旁邊都設(shè)置筑鐵管道及防止腐蝕的節(jié)煤機(jī)器，用以幫助氣體燃燒和對(duì)鍋爐內(nèi)的水進(jìn)行加熱。但煤等燃燒物質(zhì)的化學(xué)成分中有硫，在燃燒的過(guò)程中會(huì)有二氧化硫、一氧化硫等有毒氣體產(chǎn)生，和空氣中的水分子進(jìn)行反應(yīng)成硫酸。當(dāng)硫酸的溫度比CFB底部鐵壁溫度高時(shí)，硫酸就由氣態(tài)形式變成液態(tài)。時(shí)間久了就會(huì)對(duì)鍋爐造成侵蝕，導(dǎo)致漏洞等現(xiàn)象。鍋爐就會(huì)潛在危險(xiǎn)因素。現(xiàn)在大多使用的工業(yè)CFB鍋爐都選擇升高煙氣熱度，減少硫酸對(duì)鍋爐的侵蝕。但這又會(huì)造成新的問(wèn)題，高溫度的煙氣轉(zhuǎn)換成熱能散播在空氣中，造成污染、浪費(fèi)。因此必須對(duì)鍋爐尾部煙氣余熱進(jìn)行回收，只有節(jié)能才能保障我國(guó)工業(yè)持續(xù)正常發(fā)展，因?yàn)楣I(yè)一旦癱瘓，整個(gè)社會(huì)秩序就無(wú)法正常運(yùn)行

3 鍋爐煙氣余熱回收處理技術(shù)應(yīng)用

煙氣余熱是燃料燃燒后被釋放到空氣中，未能得到充分利用的熱能，也是能量資源中的一種。余熱形式有很多種，比如煙氣高溫?zé)崃?、煙氣中的水分和氮?dú)錃夥磻?yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能量、熱能反應(yīng)產(chǎn)生的余熱、燃料殘?jiān)鼰崮艿鹊取６酂峄厥占夹g(shù)的作用就是一用科學(xué)技術(shù)，回收這些熱量，降低能源浪費(fèi)。同時(shí)鍋爐煙氣余熱回收處理技術(shù)是一種節(jié)能對(duì)策。通過(guò)對(duì)整個(gè)鍋爐煙氣余熱的排放循環(huán)過(guò)程進(jìn)行研究，運(yùn)用科學(xué)技術(shù)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)保知識(shí)，充分考慮資源消耗、結(jié)構(gòu)材料、使用過(guò)程等方面的問(wèn)題，創(chuàng)造出最可行的鍋爐煙氣回收方案。從而達(dá)到加高效率、降低浪費(fèi)、節(jié)約能源的作用。

3.1 鍋爐煙道中安裝節(jié)能設(shè)備

鍋爐燃燒排出的煙氣大部分都是水分，含量占煙氣所有化學(xué)物質(zhì)成分的19%。若將其直接排放到空氣中，會(huì)造成很大的能源浪費(fèi)。同時(shí)燃料在鍋爐中燃燒，通過(guò)鍋爐尾部排放出一氧化硫、一氧化氮等污染環(huán)境的有毒氣體。解決這些問(wèn)題的辦法很多，可以通過(guò)在鍋爐煙道中安裝節(jié)能器對(duì)其加之利用。節(jié)能器將這些化學(xué)物質(zhì)同水蒸氣結(jié)合在一起，吸收這些污染物，減少排放量，從而達(dá)到環(huán)保作用。降低能源消耗的同時(shí)能夠減少工業(yè)投資，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。

3.2 安裝冷凝裝置回收鍋爐煙氣余熱

大部分的鍋爐排放出的煙氣氣溫高達(dá)172～260℃，煙氣的水分溫度過(guò)高，導(dǎo)致沸騰，無(wú)法凝聚為流動(dòng)的水狀釋放熱量。材料燃燒散發(fā)出來(lái)的熱量最低值就是鍋爐的工作效率，材料燃燒能夠釋放熱能的最高值和最低值之間存在一定差距，這個(gè)差距以鍋爐煙氣余熱的形式被消耗浪費(fèi)。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，普通的鍋爐熱能功率在79%～86%之間上下浮動(dòng)，造成約21%～14%的浪費(fèi)。安裝冷凝裝置，能將鍋爐排放煙氣氣溫冷化至45～65℃，有效冷凝煙氣溫度，增加鍋爐熱能功率，回收尾氣的余熱。

3.3 鍋爐排氣通道安裝熱管設(shè)備，回收余熱

在鍋爐排氣熱通道安裝熱管設(shè)備能夠大大回收對(duì)煙氣余熱產(chǎn)生的熱量。安裝熱管是實(shí)施鍋爐煙氣余熱回收處理技術(shù)的最好選擇。安裝熱管設(shè)備后的鍋爐煙氣熱度會(huì)有所下降，適合安裝在任何類型的鍋爐，例如在用氫氣作為燃燒材料的鍋爐安裝上熱管，煙氣余熱普遍低于75℃，用石油做燃料材料的鍋爐熱度普遍低于95℃，CFB鍋爐熱度更低，圍繞60℃上下浮動(dòng)。由于熱管材料感度超高，并且熱量的傳遞是通過(guò)真空傳播，真空的對(duì)空氣的熱量阻礙小，所以比起鐵質(zhì)管、氣體加熱管，熱管的回收余熱效果更為顯著。

雖然鍋爐的余熱回收技術(shù)有很大的進(jìn)步，但是還有很大的進(jìn)步空間。有關(guān)的鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)人員尚需加油，盡快創(chuàng)新技術(shù)，研究出超低污染鍋爐燃料，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)又快又好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 牛培峰，丁希生.兩層模糊控制在循環(huán)流化床床溫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].燕山大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（02）：124-128.

[2] 張縵，別如山，姜孝國(guó)，等.300MW循環(huán)流化床鍋爐熱力特性的研究[J].動(dòng)力工程，2009（06）：507-511.

[3] 李斌.中小型循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)的布置[J].工業(yè)鍋爐，2009（04）：14-16.

[4] 廖鵬，蘭春明，王正陽(yáng).淺析300MW循環(huán)流化床機(jī)組降低廠用電率的措施[J].鍋爐技術(shù)，2009（01）：38-41.

[5] 張華，岳中石，徐愛(ài)東，等.300MW循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制策略[J].電站系統(tǒng)工程，2010（06）：69-71.