由于中国多年的工业发展，以煤炭作为主要燃料的工业锅炉仍占据着主导地位。为迎合国情工业在迅猛发展的同时也造成了雾霾等空气污染的日益严重，***意识到这一点后发表了不少有关工业发展中保护环境的政策。而工业的迅猛发展也给环保带来了曙光。以此种清洁能源为燃料的锅炉将会逐渐增多。与燃煤相比，燃烧虽然排放的氮氧化物的含量很少，减轻了对环境的压力，但燃烧后产生的大量水蒸气随高温烟气排放到环境中，造成了能量的严重浪费。因为根据道尔顿分压定律，路点温度的高低与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量)成正比，随着过量空气系数的增加，烟道中水蒸气的相对体积减小，水蒸气的容积份额会有所下降，其路点温度也随之降低。而采用冷凝式锅炉将高温烟气中的显热和潜热予以回收，可以达到充分利用能源降低运行成本的效果。一、环保锅炉的秘密——冷凝置换器冷凝式换热器就是增设在锅炉尾部的余热回收装置，当烟气在通道内通过传热面，温度降至温度以下，从而使排烟中的水蒸气凝结释放潜热传递给回收工质，可以将排烟中大量的能量加以回收利用，从而达到节能环保的效果。随着制造工业的不断发展，各种新型冷凝换热装置层出不穷，不论从结构还是实际余热回收效果来看都有了非常大的改进。我国现有日产2000吨以上新型干法窑水泥生产线225条，只有少数配装了余热发电装置。二、烟气分析成分绝大部分为烃，燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高，分析表明，排烟中可利用的热能中，水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大。每1m3燃烧后可以产生1.55千克水蒸气，具有可观的汽化潜热，大约为3700kJ/Nm3，占的低位发热量的10%以上。传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。油气混合气被分离成油气和空气后，其中的压缩空气经后冷却器散热后供给用户。因此传统的锅炉理论热效率一般只能达到95%左右，利用冷凝式换热器只要把烟气温度降到烟气路点温度以下，就可回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，按低位发热量为基准计算，锅炉热效率可达到和超过109%。1、路点计算在水蒸气分压力不变的情况下，使空气冷却至饱和湿蒸汽状态时，将有水滴析出，此时的温度即为路点温度。燃烧特性分析(以1m3计算)烟气中水蒸气的体积分数达17˙4%，若燃烧在大气压力下进行，当空气过量系数α为1.1时(本文中的计算均以此作为计算依据)，其相应的烟气路点温度是57℃。余热回收：改善雾霾另辟蹊径的办法我们***经济、能源结构更加依赖以煤为主的化石燃料，这些是大气污染的根本原因，而冬季雾霾更加严重的主要原因就在于北方地区的冬季供暖。通过观察可知，烟气路点温度随过量空气系数的变化而变化。因为根据道尔顿分压定律，路点温度的高低与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量)成正比，随着过量空气系数的增加，烟道中水蒸气的相对体积减小，水蒸气的容积份额会有所下降，其路点温度也随之降低。4、节能效益好：大型工业窑炉效率可提高10%以上，中小型燃油、燃气、燃煤锅炉效率可提高节能达5%-10%。实际上，虽然各地方中成分含量有所不同，其他成分影响很小，经计算的温度误差不超过0.3%(符合实际要求的范围)，并且由于实际燃烧的影响因素较多，也使得计算不可能达到很准确，通常是在理论值附近的一个范围内波动，在实际应用中还需根据不同情况进行修正分析。2、热效率解析烟气中的热量以显热和潜热2种形式存在，因此锅炉的热损失也由烟气的显热损失和潜热损失组成。而显热损失取决于烟气的温度和烟气组分的热容量;潜热损失则取决于烟气中以水蒸气形态存在的水量的多少。当水蒸气冷凝时，烟气中存在复杂的现象：由于水蒸气分压力较低，并且在冷凝液膜附近主要是不凝气体，如N2、CO2、O2等，烟气中水蒸气需要穿过不凝气体层才能达到液膜表面发生冷凝。热交换器位于过滤网的下方，采用的热煤体是热油，热交换器上具有许多很薄的散热片可产生热交换。烟气中水蒸气冷凝率等于由单位体积燃烧生成烟气所产生的凝结水量与燃烧所生产的水蒸气量的比值，其中，燃烧所产生的水蒸气包括燃烧生成的水蒸气及空气和燃气所带入的水蒸气。仅烟气中的潜热就对锅炉的热效率影响如此巨大，倘若能将排烟温度降低到以下对潜热加以回收利用，对以低位发热量为基准进行计算的热效率至少可提高到10%以上。并且随着排烟温度的降低，烟气的显热损失也会相对减小，那么热效率的提高将更为明显，进一步证明降低排烟温度对锅炉效率提高的重要意义。目前来看，空压机余热回收利用已经成为了主流发展趋势，特别是对企业用户来说，利用自有设备所产生的热能进行合理的利用和转换。进一步计算可以得出在不同排烟温度下锅炉实际热效率的变化趋势。锅炉效率随着排烟温度的变化分为2个比较明显的区域：在60～180℃变化缓慢，而在20～60℃变化较大。这主要是因为排烟损失中水蒸气潜热损失占的比例大于烟气显热的结果。冬天，当有污水的时候，优先用污水制热，没有污水的时候，可以用空气源制热，一机两用，输入的负荷只有一个空气源的负荷。当锅炉排烟温度降到20℃时，锅炉效率理论上可达107.4%。排烟中的水蒸气潜热在57℃以下才能得以回收，能够回收的热量依赖于所要求的利用温度和利用率。如果利用温度接近排烟的温度，仅能回收较少的热量。利用温度越低，回收的热量越多。2、带有尘埃的烟气，这种烟气往往存在于锅炉的烟道、受损的锅炉壁中。因此，低温下余热冷水可获得高的回收率，而在较高的温度下输出热能会降至可以回收的能量数量。三、余热回收1、避免余热回收器受热面的磨损的全过程将余热回收器管排设计成膜式管排(或H型管排)，这种结构迫使烟气流动趋于层流，管排间没有烟气扰动，在同样烟速下，与螺旋肋片式和光管式相比较是不易磨损的受热面布置形式。而且由于每个烟道的边界管排与烟气的磨擦，而形成中间流速高，两边流速低的分布方式。因此，管壁附近烟气流速低于平均值，烟气扰动比较弱，缓解了飞灰对省煤器的磨损。箱体废气余热回收设备的外箱体由钣金件拼装而成，其结构便于维修与清理。烟气流速对受热面的磨损影响大，布置受热面时烟气流速不宜过大，设计时通过调整管排横向截距，来改变受热面的烟速，可有效避免余热回收器管排的磨损问题。2、烟道阻力锅炉整个烟道阻力主要由引风机和烟囱自拔力来克服，其中引风机是主要因素。安装余热回收器后锅炉整体烟气阻力必然增加。以某电厂3号炉热力计算结果为例，烟道阻力增加约70Pa左右。一般说来，综合利用余热蕞好，其次是直接利用，再次是间接利用（如余热发电）。在加装余热回收器的同时是否对引风机进行改造，进一步提高出力，确保安装余热回收器后锅炉本体的正常运行，视现场情况确定。3、一直被担忧的小问题——余热回收器管内壁结垢受热面管内壁结垢主要发生在蒸发段，因为蒸汽的溶盐能力与水比较相差很大。而在余热回收系统中温度也不会超过120℃，整个系统仍处于液相，管内壁结垢问题较小。如何实现余热余压的回收？余热余压是指企业生产过程中释放出来多余的副产热能、压差能，这些副产热能、压差能在一定的经济技术条件下可以回收利用。余热余压回收利用主要来自高温气体、液体、固体的热能和化学反应产生的热能。1、由于一次性***较高，部分企业余热余热利用工程还未得到充分发展，尤其是中小型企业。2、余热余压利用不仅节能，还有利于环境保护，是企业实现循环经济的新尝试，随着新技术的推广，余热余压利用必将有着广阔的应用前景。3、余热余压利用必须结合生产实际，尽量利用现有设备及环境，因地制宜，同时考虑能源利用效率。烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量。烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径，比如锅炉排烟耗能大约在15%，而其他设备比如印染行业的定型机、烘干机以及窑炉等主要耗能都是通过烟气排放。烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量。烟气余热回收的方式：1.余热回收器（气-水）热管余热回收器是燃煤、油、气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口，回收烟气余热加热生活用水或锅炉补水。其构造如图所示：下部是烟道，上部为水箱，中间有隔板。顶部有安全阀、压力表、温度表接口，水箱有进出水和排污口。工作时，烟气流经热管余热回器烟道冲刷热管下端，热管吸热后将热量导至上端，热管上端放热将水加热。为了防止堵灰和腐蚀，余热回收器出口烟气温度一般控制在路点以上，即燃油、燃煤锅炉排烟温度≮130℃，燃气锅炉排烟温度≮100℃，节约燃料4-18%。2.余热回收器（气-气）热管余热回收器是燃油、煤、气锅炉专用设备，安装在锅炉烟口或烟道中，将烟气余热回收后加热空气，热风可用作锅炉助燃和干燥物料。其构造如图所示：四周管箱，中间隔板将两侧通道隔开，热管为全翅片管，单根热管可更换。工作时，高温烟气从左侧通道向动冲刷热管，此时热管吸热，烟气放热温度下降。热管将吸收的热量导致右端，冷空气从右侧通道向下逆向冲刷热管，此时热管放热，空气吸热温度升高。余热回收器出口烟气温度不低于路段点。由于该设备在生产和制造中使用了大量***技术，该技术具有一定的支持，而制造商生产的设备将是实用的。)