烟气余热回收技术PPT课件
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12
据调查每1标准立方米天然气完全燃烧后， 可节省燃气8%左右。每1标准立方米天然 气完全燃烧后，冷凝水回收量0.65kg烟气 中的CO2减排量下降40％，NOX减排量下降 60％。
13
以北京市为例：2008年冬季供暖共耗天然 气40亿立方米。若全部安装烟气冷凝余热 回收装置，可节约天然气约3亿立方米，可 回收冷凝水约2600万立方米。二氧化碳往 大气中的排放量约减少3000万吨。
目前，国内外烟气余热回收装置大多采用 金属换热材料，主要结构形式有回转式换 热器、焊接板（管）式换热器、热管换热 器、热媒式换热器等。
10
锅炉烟气余热回收的方法
烟气余热回收途径通常采用二种方法：一 种是预热工件；二种是预热空气进行助燃。
预热工件需占用较大的体积进行热交换， 往往受到作业场地的限制。
3
4
二、锅炉发展概况
单火筒
内部受热面
卧
双火筒
式
烟管
扩大容量 提高参数
圆筒型 （扩大受热面） 蒸汽锅炉
烟管锅炉
（锅筒布置） 立 式
火筒烟管 横烟管
纵烟管
（18世纪末）
（水管布置）
水管锅炉
横水管
直水管
外部受热面 19世纪中
竖水管
20世纪初
弯水管
5
（一） 烟管锅炉特点
高温烟气在火筒或烟管内流动放热，低温 介质在火筒或烟管外吸热
优点：结构简单、维修方便、水容积大、 水质要求低
缺点：炉温低、燃烧差（尺寸受限） 传热效果差、排烟温度高、热效率低 汽压不宜提高、蒸发量受限 结构刚性大、清洗水垢困难、易堵灰
6
（二） 水管锅炉特点
高温烟气在管外冲刷流动放热，汽水在管 内流动而吸热蒸发
优点：摆脱了火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸 的制约，在燃烧条件、传热效果和受热面布置方 面得到根本改善，便于清洗和维修，提高了锅炉 容量、参数和热效率，水质要求高。
锅炉烟气余热的回收利用
1
一、选题目的
在当今社会里，节能已成为继煤炭、电力、 石油和天然气之后的“第五能源”。而在 现在的工业锅炉的使用中普遍存在着热量 利用率低下，排放烟气余热温度过高，以 及烟气内污染环境气体含量过高等问题。
2
目前工业锅炉是我国主要的热能动力设备, 随着我国经济快速发展,能源消耗日益增加, 城市大气质量日益恶化的问题越发突出。 在热能动力方面能耗高、污染高的主要原 因之一就是锅炉的烟气排放,锅炉排烟问题 一方面在于烟气污染物的直接污染,另一方 面就是过高的排烟温度。
采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了 不完全燃烧量。然而，降低排烟热损失和 回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进 一步提高锅炉的热效率，达到节能降耗的 目的，回收烟气余热也是一项重要的节能 途径。
9
美、日、苏等工业发达国家都十分重视对 工业烟气余热的回收利用，把热管换热器 的研制、生产和推广应用工作放在优先发 展的位置，这就是热管换热器迅速发展和 广泛应用的原因。
若将尾部换热面的壁温控制在稍高于烟气的露 点温度，可以完全防止露点腐蚀的发生。一般取金 属表面温度比露点温度高5℃～10℃。
采用耐腐蚀材料
18
以烟气为热源的空气预热器
空 气 按传热 预 方式分
热
器 型 式
按构造 型式分
间壁换热式：管式和板式预热器
蓄热换热式：回转式空气预热器 管式预热器：钢管、玻璃管、热管、
7
（三） 锅炉的未来
未来发展方向：
大容量、高参数（效率高）
工业锅炉方向： ➢ 降低成本——简化结构、降低金属耗量 ➢ 提高运行经济性——改善燃烧、提高热效率 ➢ 运行安全 ➢ 机械化和自动化 ➢ 环保
8
三、国内外烟气回收技术的发展
近十年来，由于能源紧张，随着节能工作 进一步开展。各种新型，节能先进锅炉日 趋完善。
铸铁翅片管等 板式预热器
19
板式空气预热器
由大量的平行的平板或各种冲压的波纹板组 合而成，烟气和空气在板间错流而行进行热交换。
板式空气预热器流向
气-气换热板式预热器
20
板式空气预热器特点：
传热性能好，同样流速的条件下其传热系数为钢 管式预热器的1.2～1.5倍；
压力降小，压力降仅为钢管式预热器的2/5～3/5； 结构紧凑，单位体积能提供的传热面积大； 节省金属，板厚和翅片相仿，仅1mm多； 抗腐蚀性能好，板材表面易进行多种处理，如 涂防腐涂料、渗铝以及“搪玻璃”等，使其冷端抗 硫酸腐蚀能力大大提高，国外已能用于烟气温度达 65℃； 清灰垢可用水冲洗；适合优化设计及工厂制造。
预热空气助燃是一种较好的方法，一般配 置在加热炉上，也可强化燃烧，加快炉子 的升温速度，提高炉子热工性能。这样既 满足工艺的要求，最后也可获得显著的综 合节能效果。
11
燃气锅炉
对于燃气锅炉可以利用的烟气余热冷凝回 收装置进行回收。
烟气余热冷凝回收装置的技术原理，就是 利用温度较低的水冷却烟气，把烟气温度 降低到烟气中的水蒸汽冷凝，同时实现烟 气显热和水蒸汽冷凝潜热的回收利用，提 高锅炉热效率。
14
15
燃油和燃煤锅炉
但是由于石油、煤等燃料中均含有硫，在 燃烧时，硫氧化物的产生是必不可少的， 它与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。当锅 炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸 汽的凝结点（称为酸露点），就会在其表 面形成液态硫酸（称为结露）。
16
低温露点腐蚀
低温露点腐蚀机理
关
燃料中硫燃烧后全部生成SO2
键
少量的SO2再与氧化合形成SO3
是
烟气带有大量的水蒸气
SO3 的
当烟气温度降到400℃以下时
生
SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸气
成
硫酸蒸气凝结到受热面上
发生低温硫酸腐蚀
17
防止低温露点腐蚀的措施
提高空气预热器换热面的壁温
提高空气预热器入口的空气温度可以提高预热 器冷端换热面的壁温，防止结露腐蚀。
在管式空气预热器内将管子水平放置，使烟气 在管外横流冲刷换热面，空气在管内纵向流动。这 样设计的预热器，其壁温比立式管（烟气走管内） 稍高，对减少低温腐蚀有利。
21
回转式空气预热器 工作原理和结构
换热元件由转子带动回转，烟气和空气分别由 上、下逆向流过。
22
优点：
换热表面上冷凝的酸液量和硫酸浓度不断 变化，露点腐蚀比管式空气预热器轻。
优
快速流动的空气可以起到一些吹灰作用，
缺
减少了积灰。来自百度文库
点
因换热元件连续转动，只一个单孔摆动式
吹灰器，就可吹到冷端截面上各个部位的积灰。
据调查每1标准立方米天然气完全燃烧后， 可节省燃气8%左右。每1标准立方米天然 气完全燃烧后，冷凝水回收量0.65kg烟气 中的CO2减排量下降40％，NOX减排量下降 60％。
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以北京市为例：2008年冬季供暖共耗天然 气40亿立方米。若全部安装烟气冷凝余热 回收装置，可节约天然气约3亿立方米，可 回收冷凝水约2600万立方米。二氧化碳往 大气中的排放量约减少3000万吨。
目前，国内外烟气余热回收装置大多采用 金属换热材料，主要结构形式有回转式换 热器、焊接板（管）式换热器、热管换热 器、热媒式换热器等。
10
锅炉烟气余热回收的方法
烟气余热回收途径通常采用二种方法：一 种是预热工件；二种是预热空气进行助燃。
预热工件需占用较大的体积进行热交换， 往往受到作业场地的限制。
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二、锅炉发展概况
单火筒
内部受热面
卧
双火筒
式
烟管
扩大容量 提高参数
圆筒型 （扩大受热面） 蒸汽锅炉
烟管锅炉
（锅筒布置） 立 式
火筒烟管 横烟管
纵烟管
（18世纪末）
（水管布置）
水管锅炉
横水管
直水管
外部受热面 19世纪中
竖水管
20世纪初
弯水管
5
（一） 烟管锅炉特点
高温烟气在火筒或烟管内流动放热，低温 介质在火筒或烟管外吸热
优点：结构简单、维修方便、水容积大、 水质要求低
缺点：炉温低、燃烧差（尺寸受限） 传热效果差、排烟温度高、热效率低 汽压不宜提高、蒸发量受限 结构刚性大、清洗水垢困难、易堵灰
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（二） 水管锅炉特点
高温烟气在管外冲刷流动放热，汽水在管 内流动而吸热蒸发
优点：摆脱了火筒、烟管锅炉受锅筒尺寸 的制约，在燃烧条件、传热效果和受热面布置方 面得到根本改善，便于清洗和维修，提高了锅炉 容量、参数和热效率，水质要求高。
锅炉烟气余热的回收利用
1
一、选题目的
在当今社会里，节能已成为继煤炭、电力、 石油和天然气之后的“第五能源”。而在 现在的工业锅炉的使用中普遍存在着热量 利用率低下，排放烟气余热温度过高，以 及烟气内污染环境气体含量过高等问题。
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目前工业锅炉是我国主要的热能动力设备, 随着我国经济快速发展,能源消耗日益增加, 城市大气质量日益恶化的问题越发突出。 在热能动力方面能耗高、污染高的主要原 因之一就是锅炉的烟气排放,锅炉排烟问题 一方面在于烟气污染物的直接污染,另一方 面就是过高的排烟温度。
采用先进的燃烧装置强化了燃烧，降低了 不完全燃烧量。然而，降低排烟热损失和 回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进 一步提高锅炉的热效率，达到节能降耗的 目的，回收烟气余热也是一项重要的节能 途径。
9
美、日、苏等工业发达国家都十分重视对 工业烟气余热的回收利用，把热管换热器 的研制、生产和推广应用工作放在优先发 展的位置，这就是热管换热器迅速发展和 广泛应用的原因。
若将尾部换热面的壁温控制在稍高于烟气的露 点温度，可以完全防止露点腐蚀的发生。一般取金 属表面温度比露点温度高5℃～10℃。
采用耐腐蚀材料
18
以烟气为热源的空气预热器
空 气 按传热 预 方式分
热
器 型 式
按构造 型式分
间壁换热式：管式和板式预热器
蓄热换热式：回转式空气预热器 管式预热器：钢管、玻璃管、热管、
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（三） 锅炉的未来
未来发展方向：
大容量、高参数（效率高）
工业锅炉方向： ➢ 降低成本——简化结构、降低金属耗量 ➢ 提高运行经济性——改善燃烧、提高热效率 ➢ 运行安全 ➢ 机械化和自动化 ➢ 环保
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三、国内外烟气回收技术的发展
近十年来，由于能源紧张，随着节能工作 进一步开展。各种新型，节能先进锅炉日 趋完善。
铸铁翅片管等 板式预热器
19
板式空气预热器
由大量的平行的平板或各种冲压的波纹板组 合而成，烟气和空气在板间错流而行进行热交换。
板式空气预热器流向
气-气换热板式预热器
20
板式空气预热器特点：
传热性能好，同样流速的条件下其传热系数为钢 管式预热器的1.2～1.5倍；
压力降小，压力降仅为钢管式预热器的2/5～3/5； 结构紧凑，单位体积能提供的传热面积大； 节省金属，板厚和翅片相仿，仅1mm多； 抗腐蚀性能好，板材表面易进行多种处理，如 涂防腐涂料、渗铝以及“搪玻璃”等，使其冷端抗 硫酸腐蚀能力大大提高，国外已能用于烟气温度达 65℃； 清灰垢可用水冲洗；适合优化设计及工厂制造。
预热空气助燃是一种较好的方法，一般配 置在加热炉上，也可强化燃烧，加快炉子 的升温速度，提高炉子热工性能。这样既 满足工艺的要求，最后也可获得显著的综 合节能效果。
11
燃气锅炉
对于燃气锅炉可以利用的烟气余热冷凝回 收装置进行回收。
烟气余热冷凝回收装置的技术原理，就是 利用温度较低的水冷却烟气，把烟气温度 降低到烟气中的水蒸汽冷凝，同时实现烟 气显热和水蒸汽冷凝潜热的回收利用，提 高锅炉热效率。
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燃油和燃煤锅炉
但是由于石油、煤等燃料中均含有硫，在 燃烧时，硫氧化物的产生是必不可少的， 它与水蒸气结合后即形成硫酸蒸汽。当锅 炉尾部受热面的金属壁面温度低于硫酸蒸 汽的凝结点（称为酸露点），就会在其表 面形成液态硫酸（称为结露）。
16
低温露点腐蚀
低温露点腐蚀机理
关
燃料中硫燃烧后全部生成SO2
键
少量的SO2再与氧化合形成SO3
是
烟气带有大量的水蒸气
SO3 的
当烟气温度降到400℃以下时
生
SO3将与水蒸气化合生成硫酸蒸气
成
硫酸蒸气凝结到受热面上
发生低温硫酸腐蚀
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防止低温露点腐蚀的措施
提高空气预热器换热面的壁温
提高空气预热器入口的空气温度可以提高预热 器冷端换热面的壁温，防止结露腐蚀。
在管式空气预热器内将管子水平放置，使烟气 在管外横流冲刷换热面，空气在管内纵向流动。这 样设计的预热器，其壁温比立式管（烟气走管内） 稍高，对减少低温腐蚀有利。
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回转式空气预热器 工作原理和结构
换热元件由转子带动回转，烟气和空气分别由 上、下逆向流过。
22
优点：
换热表面上冷凝的酸液量和硫酸浓度不断 变化，露点腐蚀比管式空气预热器轻。
优
快速流动的空气可以起到一些吹灰作用，
缺
减少了积灰。来自百度文库
点
因换热元件连续转动，只一个单孔摆动式
吹灰器，就可吹到冷端截面上各个部位的积灰。