李力，杜海平（共享裝備股份有限公司，寧夏銀川750021）

焙燒爐煙氣余熱高效利用

李力，杜海平
（共享裝備股份有限公司，寧夏銀川750021）

焙燒爐、空壓機(jī)等發(fā)熱設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量排放至空氣當(dāng)中，造成大量能量浪費(fèi)。目前余熱利用已廣泛應(yīng)用于各類發(fā)熱設(shè)備的能量節(jié)約項(xiàng)目當(dāng)中?，F(xiàn)有模式將煙氣熱量利用余熱鍋爐轉(zhuǎn)化為熱水中的熱量，再利用熱水進(jìn)入水暖系統(tǒng)用來(lái)采暖或其他用途。此方法水管容易結(jié)垢堵塞、破裂，對(duì)循環(huán)水要求較高，通過(guò)熱水采暖，熱量需經(jīng)過(guò)三次熱介質(zhì)的熱量交換才能取到采暖效果，本文主要介紹煙氣直接采暖高效利用的模式以及優(yōu)點(diǎn)。

余熱利用；熱交換；采暖

近十年來(lái)，由于能源緊張，隨著節(jié)能工作進(jìn)一步開展，各種新型節(jié)能型爐窯應(yīng)運(yùn)而生，采用新型耐火纖維等優(yōu)質(zhì)保溫材料后，爐窯散熱損失明顯下降。采用先進(jìn)的燃燒裝置可以強(qiáng)化燃燒，降低不完全燃燒量，空燃比也能達(dá)到最優(yōu)水平。然而，降低排煙熱損失和回收煙氣余熱的技術(shù)仍進(jìn)展較慢。為了進(jìn)一步提高窯爐的熱效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，回收煙氣余熱也是一項(xiàng)重要的節(jié)能途徑。余熱利用不僅能夠節(jié)省企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，還能減少能源浪費(fèi)。傳統(tǒng)余熱利用采用余熱鍋爐將熱量轉(zhuǎn)換為熱水后進(jìn)行二次利用，此模式使得下水管容易結(jié)垢堵塞、破裂，對(duì)循環(huán)水要求較高、介質(zhì)轉(zhuǎn)換次數(shù)多，利用率較低。本文介紹余熱利用領(lǐng)域的一種直接、高效的利用方法。

1 常用煙氣余熱回收方案簡(jiǎn)介

1.1 氣-水余熱回收器

熱管余熱回收器，安裝在鍋爐煙口，回收煙氣余熱加熱生活用水或鍋爐補(bǔ)水。其構(gòu)造如圖1所示：下部是煙道，上部為水箱，中間有隔板。頂部有安全閥、壓力表、溫度表接口，水箱有進(jìn)出水和排污口。工作時(shí)，煙氣流經(jīng)熱管余熱回收器煙道沖刷熱管下端，熱管吸熱后將熱量導(dǎo)至上端，熱管上端放熱將水加熱。為了防止堵灰和腐蝕，余熱回收器出口煙氣溫度一般控制在露點(diǎn)以上，即燃油、燃煤鍋爐排煙溫度不低于130℃，燃?xì)忮仩t排煙溫度不低于100℃，節(jié)約燃料4%～18%.

圖1 熱管余熱回收器示意圖

1.2 氣-氣余熱回收器

熱管余熱回收器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以及廠房采暖。其構(gòu)造如圖2所示：四周管箱，中間隔板將兩側(cè)通道隔開，熱管為全翅片管，單根熱管可更換。工作時(shí)，高溫?zé)煔鈴挠覀?cè)通道向上流動(dòng)沖刷熱管，此時(shí)熱管吸熱，煙氣放熱溫度下降。熱管將吸收的熱量導(dǎo)致左端，冷空氣從左側(cè)通道向下逆向沖刷熱管，此時(shí)熱管放熱，空氣吸熱溫度升高。余熱回收器出口煙氣溫度不低于露點(diǎn)。

圖2 線材退火爐余熱回收示意圖

2 余熱回收高效利用空氣冷卻器簡(jiǎn)介及工作原理

如圖3所示，煙氣冷卻器安裝至焙燒爐煙口或煙道中，煙氣經(jīng)過(guò)煙氣冷卻器后，通過(guò)除塵管路連接至除塵器后除塵排出；煙氣冷卻器與煙氣通過(guò)垂直方向均勻分布的散熱管，散熱管端頭軸流風(fēng)機(jī)將外界冷空氣吹進(jìn)散熱管，帶走煙氣中的熱量，達(dá)到煙氣降溫效果。外界冷空氣升溫后，由主管連接高溫引風(fēng)機(jī)，熱空氣由高溫引風(fēng)機(jī)通過(guò)干管、支管及送風(fēng)立管輸送熱空氣至使用部位，通過(guò)風(fēng)室將空氣再次通入冷卻管內(nèi)部，達(dá)到多次加溫的目的。

3 煙氣余熱高效利用優(yōu)點(diǎn)

空氣冷卻器煙氣余熱利用具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）熱量利用率較高

僅需一次氣-氣的熱量交換，降低熱量在介質(zhì)交換過(guò)程中的熱量損失，煙氣溫度從400℃降低至200℃.

圖3 煙氣冷卻器示意圖

理論可回收熱量計(jì)算如下：

其中：Q—每小時(shí)回收熱量，k J/h；

L—煙氣流量，m3/h；

Ρ—煙氣密度，kg/m3

Cp—煙氣定壓比熱，k J/（m3·℃）

T進(jìn)、T出：分別為冷卻器吸熱單元前后的煙氣溫度（進(jìn)口溫度600℃，出口溫度200℃）；

除去過(guò)程中的熱量損失，熱量可利用率可達(dá)到65%.

2）利用產(chǎn)物溫度較高

冷卻空氣連續(xù)經(jīng)過(guò)三次加熱，在滿足煙氣降溫的前提下空氣可以提高至較高溫度，可以實(shí)現(xiàn)更多的利用方式。

3）設(shè)備成本、運(yùn)行成本較低

表1為煙氣余熱利用方式對(duì)比。

表1 煙氣余熱利用方式對(duì)比

4）設(shè)備管理、維護(hù)簡(jiǎn)單

余熱鍋爐、熱管余熱回收器為密封壓力容器，需按照特種設(shè)備管理方式進(jìn)行監(jiān)管，空氣冷卻器無(wú)需人工管理，只需進(jìn)行日常的預(yù)檢預(yù)修即可。

4 總結(jié)

闡述了目前市場(chǎng)上應(yīng)用的主要煙氣余熱回收方式以及高效利用方式。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)的余熱利用模式的弊端，通過(guò)改良弊端得出新的利用方法，使得煙氣冷卻器具有造價(jià)低、利用率高、管理方式簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。在使用和總結(jié)的過(guò)程中完善利用方案，對(duì)煙氣余熱進(jìn)行更加有效的利用，可以降低能源的排煙損失。

［1］王斌斌，仇性啟.熱管及其換熱器在煙氣余熱回收中的應(yīng)用［J］.工業(yè)加熱，2006（05）：37-41.

［2］李愛萍，佟啟玉，鄭玉杰.余熱回收與熱管換熱器［J］.應(yīng)用能源技術(shù)，2001（04）：24-25.

［3］段立強(qiáng)，李冉，楊勇平.煙氣冷卻器的節(jié)能效果評(píng)價(jià)［J］.節(jié)能技術(shù)，2012（05）：387-391.

High Efficient Utilization of Roaster Flue Gas and Waste Heat

LILi DU Hai-ping
（KOCELMachinery CO.，LTD.，Yinchuan Ningxia 750021，China）

A lot of heat caused by roaster，air compressor and other heat-generating devices results in a lot of energy waste.Now waste heat utilization equipment has been widely used in various heating energy saving project.The availablemodel is that flue gan heat is transformed waste heat into hotwater heat using boiler，then the hotwater is carried into hotwater system for heating or other application.Thismethod is easy to cause scaling，blocking and pipe rupture，and needs higher requirements for circulating water. However，if the hot water heat applied in the heating，the heat needs three heat exchange ofmedium get to the heating effect.The paper describes the efficient utilization of direct flue gas heatingmode and its advantages.

waste heat recovery，heatexchange，heating

TU834.6+34

A

1674-6694（2017）03-0057-02

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.03.019

2017-03-01

李力（1991-），男，漢族，寧夏中衛(wèi)人，大學(xué)本科，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)主要從事設(shè)備管理工作。