07 基于直接接触式换热的燃煤烟气余热回收机理及应用研究.pdfVIP

供暖 第21届暖通空调制冷学术年会（2018）文集 Heating 基于直接接触式换热的燃煤烟气余热回收机理 及应用研究 刘哲毅，王海超，李祥立，端木琳 （大连理工大学，辽宁116024 ） ［摘 要］燃煤锅炉排烟温度过高导致锅炉热效率低，从而浪费大量的能源。喷淋塔与吸收式热泵相结合 的余热回收系统能使排烟温度得到显著降低，充分利用燃煤烟气的余热用于供暖。本文对逆流烟气喷淋塔的换 热机理进行研究，基于双膜理论建立了相关数学模型，可指导烟气喷淋塔的设计。最后通过某实例对其进行相 关设计计算和技术经济性分析。结果表明该余热回收系统具有节能潜力巨大，回收期较短，具有较好的经济性， 同时也具有很高的推广应用价值。 ［关键词］喷淋塔；余热回收系统；换热机理；节能性 0 引言 凝物处理，理论分析较为方便，工程设计也较为简单， 随着我国城镇化速度加快、经济的飞速发展， 在技术经济性上容易实现。而燃煤锅炉烟气成分复 建筑能耗已占到社会总能耗的 20% ，而北方城镇 杂，腐蚀性更强，其排放带来的污染也是采暖季雾 冬季供暖又占了其中的 22% 左右，该地区的建筑 霾频发的诱因之一，而且燃煤锅炉毕竟占主导地位， 大部分采用集中供热的方式供暖，基本以热电厂或 因此有必要专门研究针对燃煤锅炉的烟气余热回收 者锅炉房作为热源，其中燃煤锅炉约占锅炉总量的 技术。 80%[1] 。因此，在面临着能源紧缺、环境污染等问 本文研究对象是基于喷淋塔和吸收式热泵的直 题上，如何充分发掘燃煤烟气的节能潜力以及提高 接接触式烟气余热回收供热系统。喷淋塔中包含烟 热源供热效率，已成为我国节能工作的重点任务之 气与水传热传质、两相流动等复杂的作用机理问题， 一。 掌握其机理对于烟气余热回收系统设计具有重大意 通过锅炉热平衡可知烟气带走的热量可以占到 义。在现有的研究基础上，本文对于逆流烟气喷淋 锅炉出力的 8% 左右，与此同时，烟气热损失也占 塔建立了烟气 - 水滴热质交换模型，并对大连某燃 到了锅炉热损失的绝大部分，可达 70% 以上。因此 煤热电厂进行相关的理论计算，得到不同月份烟气 降低烟气温度对提高锅炉热效率有重要的作用，当 露点温度、可回收最大余热量及其节能性、经济性， 烟气温度降低到低于其露点温度，水蒸气中的大量 从而指导实际工程的建设。 潜热得到释放，此时烟气中所含的热量非常可观， 1 燃煤烟气余热回收系统及喷淋塔模型建立 而目前这部分热量基本都排放到大气中浪费掉了。 1.1 余热回收系统 目前国内外烟气余热回收技术主要有：冷凝锅 热电厂燃煤锅炉余热回收技术的基本流程如 炉、热管技术、热泵技术和换热器回收烟气余热技术。 图 1 所示。锅炉房产生的烟气在经过除尘器之后进 付林等 [2-3] 提出使用吸收式热泵制取低温水作为冷源 入烟气余热回收塔，烟气在塔内与循环水进行直接 用来回收烟气余热量。许克 [4] 提出了基于直接接触 接触传热传质，采用逆流喷淋式直接接触式换热装 式换热器与吸收式热泵相结合的燃气锅炉烟气余热 置，使系统排烟降温至露点温度以下，烟气中的水 回收系统，进而大幅度提高烟气换热效果，实现烟 蒸汽凝结放热，达到回收烟气余热的目的。该过程 气显热和潜热的回收。目前国内对燃气锅炉的烟气 中烟气中的 SO2 气体也将溶