【摘 要】電廠煙氣余熱的回收利用是節(jié)能減排和降低能源消耗的重要組成部分。根據(jù)火電廠實際排煙情況，結(jié)合煙氣余熱的特點，以熱交換技術(shù)為研究對象，論述了煙氣余熱回收利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了煙氣余熱利用核心設(shè)備熱交換技術(shù)的特點和各種換熱器的優(yōu)缺點，并就換熱器的不足提出了改進措施，希望為煙氣余熱利用熱交換技術(shù)的進一步研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】煙氣余熱 熱交換技術(shù) 綜述

一、引言

目前，能源危機已成為制約各國經(jīng)濟發(fā)展的主要問題。我國工業(yè)領(lǐng)域的能源消耗量約占全國能源消耗總量的70%，而火力發(fā)電在能源利用中所占比重較大，其中有非常豐富的余熱資源，如火電廠煙氣較高的排煙溫度，它一直影響著鍋爐的經(jīng)濟運行。一般情況下，電廠鍋爐排煙溫度設(shè)定在120～130℃，然而實際運行中，排煙溫度通常會比設(shè)定值高20℃左右。排煙溫度的升高會導(dǎo)致煤耗的增加、鍋爐經(jīng)濟效益的下降。因此針對電廠煙氣的余熱利用研究對實現(xiàn)節(jié)能減排具有重要的戰(zhàn)略意義。余熱利用熱交換技術(shù)、余熱制冷技術(shù)和余熱發(fā)電技術(shù)，雖然原理不同，但是都是以降低排煙溫度的方式實現(xiàn)能源的二次回收利用，各項技術(shù)都有一定的優(yōu)缺點。

二、熱交換技術(shù)在煙氣余熱回收利用中的發(fā)展

（一）石墨換熱器。石墨換熱器被廣泛應(yīng)用于石油化工產(chǎn)業(yè)，該換熱器不僅耐腐蝕，而且導(dǎo)熱性強，在加熱、冷凝等工業(yè)過程中有很大的發(fā)展前途。作為導(dǎo)熱率僅次于鋁的常用結(jié)構(gòu)材料石墨，它的換熱性能是毫無爭議的，并且石墨還有很好的耐酸腐蝕的特點。

（二）聚四氟乙烯復(fù)合材料換熱器。聚四氟乙烯（PTFE）作為換熱器材料，不僅有穩(wěn)定的化學(xué)性能和耐腐蝕性，而且它的表面光滑，不易吸附污垢，很好的解決了煙氣余熱利用中換熱器積灰的問題。它的成本也比金屬低很多，在重量方面也明顯優(yōu)于金屬，節(jié)省了運輸、制造和安裝費用。

（三）熱管換熱器。隨著加工工藝的發(fā)展，出現(xiàn)了新型結(jié)構(gòu)的換熱器——熱管換熱器。它是依靠內(nèi)部工作流體的相變實現(xiàn)傳熱的裝置，內(nèi)部含有可以傳輸液體的吸液芯的金屬管，將其內(nèi)部不凝性的氣體抽出，注入某種液體工質(zhì)并做封閉處理，熱管就是利用蒸發(fā)制冷，使其兩端溫差增大，致使熱量快速傳導(dǎo)，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（四）復(fù)合相變換熱器

復(fù)合相變換熱器是在熱管換熱器的基礎(chǔ)上通過改進得到的，它將熱管換熱器每根相互獨立的熱管連通成了一個整體熱管，使整個連通空間內(nèi)的工作介質(zhì)處于“相變”狀態(tài)。

三、余熱利用換熱器改進措施

熱交換技術(shù)在煙氣余熱回收利用中主要采用管殼式換熱器的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)形式適應(yīng)范圍廣，可靠度高，材料可供選擇多，在對其傳熱性能改進方面進行了大量研究。

（一）金屬換熱器表面增加涂層

煙氣在換熱器中造成的積灰和低溫腐蝕是工程實際中的一大難題，采用耐腐蝕的合金材料制作換熱器，可減少腐蝕，但成本增加，投資大。目前常采用金屬換熱器表面增加涂層的方法解決換熱器的積灰和低溫腐蝕的問題，其中聚四氟乙烯也是被廣泛應(yīng)用的一種的涂層材料，它具有熱穩(wěn)定性好、抗腐蝕能力強、成本低等優(yōu)點，且表面能相對較低，可實現(xiàn)水蒸氣和有機蒸汽的滴狀冷凝。

（二）翅片管的應(yīng)用

對換熱管進行結(jié)構(gòu)上的改造，可以提高換熱器的換熱效率，是增強傳熱進行余熱利用的另一種手段。目前常采用將傳統(tǒng)的光管增加換成翅片管，通過改變換熱面的形狀增加換熱面積，提高換熱效率。根據(jù)翅片的形式不同，可分為螺旋翅片管、波紋形翅片管、內(nèi)翅片管和縱向翅片管等。

（三）折流板改進

折流板在管殼式換熱器中，除使流體橫過管束流動外，還有支撐管束、防止管束振動和彎曲的作用，常用的形式主要有弓形折流板。隨著對換熱效率要求的逐漸提高，原有的折流板存在著阻力大、死區(qū)多等問題。為了進一步提高換熱器的換熱性能，對折流板結(jié)構(gòu)進行了改進，主要方式有：

1.改變折流板穿過換熱管的孔洞形狀；

2.改變折流板的形狀；

3.在換熱管間布置直徑很小的短鋼管。

（四）換熱管內(nèi)部改進

在煙氣余熱回收中，通常是用煙氣加熱空氣或工業(yè)用水，空氣或工業(yè)用水在管內(nèi)流動，可在換熱管內(nèi)增加插入物，來改變流體的流動，起到增加傳熱的目的，由于添加了插入物改變了管內(nèi)流體的流速，還有一定的抑垢能力。

四、結(jié)論

在煙氣余熱利用中合理使用熱交換技術(shù)可提高工業(yè)熱效率，降低煤耗，對節(jié)約能源，減少污染物的排放具有重要意義。根據(jù)火力發(fā)電廠的不同情況，選用合適的煙氣余熱利用技術(shù)，可促使火電廠獲取一定的社會效益和經(jīng)濟效益。但是無論是哪種余熱回收利用技術(shù)都存在著一定的缺陷，為此開發(fā)高效、節(jié)能、低廉、可減少積灰和低溫腐蝕發(fā)生高熱導(dǎo)率材料的研究是未來煙氣余熱利用技術(shù)開發(fā)的方向。