烟气余热资源普遍存在,特别是在钢铁、化工、石油、建材、食品和轻工等行业的生产过程中,都存在丰富的烟气余热,所以充分利用烟气余热资源是企业节能的主要内容之一。
烟气余热资源按温度可以分为三类:
1、高温余热(温度高于500℃的余热资源);
2、中温余热(温度在200-500℃的余热资源);
3、低温余热(温度低于200℃);
烟气余热主要来源
行 业 |
余热资源来源 |
占燃料消耗量的比例 |
冶 金 |
轧钢加热炉、均热炉、平炉、转炉高炉、焙烧窑等 |
33%以上 |
建 材 |
高温烟气、窑顶冷却、高温产品等 |
40% |
玻 搪 |
玻璃熔窑、搪瓷窑、坩埚窑等 |
20% |
造 纸 |
烘缸、蒸锅、废气、黑液等 |
15% |
纺 织 |
烘干机、浆纱机、蒸煮锅等 |
15% |
机 械 |
煅造加热炉、冲天炉、热处理炉及锅炉等 |
15% |
化 工 |
造气、变换气、合成气等 |
15% |
进行余热回收原则是:
1、对于排出高温烟气的各种热设备,其余热应优先由本设备或本系统加以利用。如预热助燃空气、预热燃料等,以提高本设备热效率,降低燃料消耗。
2、在余热余能无法回收用于加热设备本身,或用后仍有部分可回收时,应利用来生产蒸汽或热水,以及生产动力等。
3、要根据余热的种类、排出情况、介质温度、数量及利用的可能性,进行企业综合热效率及经济可行性分析,决定设置余热回收利用设备的类型及规模。
主要回收手段:
一、工业锅炉烟气回收
工业锅炉烟气的能耗损失约15%左右,一般余热利用的途径主要有:
1、用于预热锅炉助燃空气(空预器),空气温度将由环境温度提高至预热后的温度,则空气带入锅炉系统的热量增加,在保证锅炉出力不变的情况下,可减少燃料的消耗量:
Cpa——助燃空气的比热容
——完全燃烧理论空气标态下的比容
α——过量空气系数
——空气标态下的密度
——燃料的低位热值
Δt ——助燃空气加热温差
①对于燃煤锅炉,助燃空气预热至90℃左右时,可节省燃煤耗量约2.8%。
②对于燃气锅炉,可节省燃气耗量约2.0%。
2、用于加热给水(省煤器)
对于燃煤锅炉,给水加热至100℃左右时,可节省燃煤耗量约1.2%。
对于燃气锅炉,可节省燃气耗量约1.16%。
3、用于与热能中心的低温水换热,加热热能中心的低温水,降低锅炉的排烟温度,减少锅炉的排烟损耗。
具体流程如下:
4、燃煤锅炉因燃煤中含有硫元素,排烟温度一般控制在150℃左右,在采用氟塑料换热器后,能将排烟温度降低至90℃左右,不仅能进一步回收烟气的余热,同时也能回收烟气中水蒸汽的潜热,可减少燃煤耗量约4%。
二、工业窑炉烟气余热回收
工业窑炉主要包括冶金行业的平炉、转炉、焙烧炉等,建材行业的水泥炉窑,玻搪行业的玻璃熔窑、搪瓷窑、坩埚窑,机械加工行业的处理炉、煅造加热炉、冲天炉等。炉窑的尾气温度可高达800-1000℃,尾气的排放损失约占输入能源总量的15-33%。
主要回收方式如下:
当为中高温型烟气时,可采用余热锅炉回收烟气的余热,以蒸汽的形式进行利用。
当为中低温型烟气时,宜采用气——液换热器回收烟气余热,以产生热水进行利用。