余热回收在生物质锅炉中的应用20241030-2

第十三届生物质能综合利用高新技术高新设备论坛暨华庆学院校庆会余热回收在生物质锅炉中的应用许劲松沈阳华清节能环保科技有限公司东北大学国家环境保护生态工业重点实验室2024年10月30日CONTENTS目录010204生物质烟风情况低温余热回收的瓶颈项目分析03高效回收低温余热的换热系统PART01生物质锅炉的烟风情况Backgroundandsignificanceofwasteheatrecovery01-1生物质锅炉烟风流程图（以130T锅炉为例）绿色低碳节能先行绿色低碳节能先行01-2130T/H生物质炉烟风平衡图生物质锅炉主要特点是排烟含湿量大（潜热多），生物质原料含水量高，生物质高、低位热值差别大。绿色低碳节能先行01-3130T/H生物质炉能量平衡图绿色低碳节能先行01-4130T/H生物质炉余热回收（一）绿色低碳节能先行01-5130T/H生物质炉余热回收（二）PART02低温余热回收的瓶颈Thebottleneckoflow-temperaturewasteheatrecovery02-1低温余热回收的瓶颈换热效率低腐蚀问题堵的问题空气本身就是绝热体，传热系数低，特别在低温情况下，还得想换得较高的温度，换热温差还小，换热器难做。露点腐蚀问题；低温余热回收设备需要使用能够耐受低温腐蚀和高温热冲击的特殊材料，这些材料往往价格昂贵。‌一旦温度低，不可避免有结露，结露就易粘灰，粘灰就易堵，而且烟气基本都不干净，堵是必然的。阻力大的问题‌要想换热快（提高换热系数）风速就得快，风速快阻力就大，要阻力小又要换热系数高的换热器难度大。绿色低碳节能先行PART03高效回收低温余热的换热器Efficientheatexchangesystemforrecoveringlow-temperaturewasteheat绿色低碳节能先行03-1换热系统图片对流换热板片由一定厚度的刚性导热材料冲压而成，属板式换热形式，烟气和冷空气在板片两侧以逆流的方式形成对流，多组板片堆叠组合形成换热模块，加上冷热流体进出口，组成换热器。

特殊的扰流结构

特殊的扰流结构，在换热板片上设有沟、棱及鼓包，在增大换热面积的同时不断改变气流的方向，使气流形成紊流流动，增强换热效果。绿色低碳节能先行03-2换热效率高风风换热器有二个通道：1、由于热风经换热后其体积变小，换热后端阻力变小，热的污风通道阻力设计值300Pa。

2、助燃风新风通道,一般设计助燃烧风的量约为热风量的80％，此风量净流面积与热风通道一样大，这样其流速低于热风通道，但其风由于被加热，体积变大，阻力设计值300Pa3、引风机的功率可能不增加或较少增加，当有冷凝水时，冷凝水的流出及风温降低产生引风机负荷降低的量要抵消换热器的阻力。绿色低碳节能先行03-3换热阻力小烟-风换热器为多片组合的，清洗方式是移动瀑布式在线清洗，瀑布清洗是一片一片的清洗，换热量不受影响，在清洗时的那一片换热片时由于瀑布水为贴壁流，绝大部分水流到换热器底部集水槽中，清洗水通过水泵循环使用，集水槽中沉淀物定期清出。在换热器中，风速控制在5m/s左右，在这种低风速下，重力贴壁流的水很难被水带走，少量水粒子由风带出进入下级的占比较小，如果用喷淋，喷出的小水滴就会随风飘离。移动瀑布式在线清洗绿色低碳节能先行03-4堵的解决方案绿色低碳节能先行03-4堵的解决方案瀑布式清洗水流视频双相钢材料2205不锈钢板由于其高铬、钼和氮含量，耐腐蚀性能优于316和316L。即使在氧化和酸性溶液中，也能提供高抗点蚀和缝隙腐蚀能力，耐氯化物应力腐蚀开裂和高达约302°F(150°C)的温度。用在换热器的高温烟气侧。深入露点在烟气中，特别是生物质锅炉燃烧的烟气中，水是占绝大部分，硫、氯与水的占比极小，结露的露水其腐蚀性并不高，我们将烟气换热到露点以下，不存在露水再次被烟气烘干的现象。露水一被烘干其腐蚀性百倍增强的可能性大为降低。绿色低碳节能先行03-5解决腐蚀方法换热器的防腐蚀验证从冷凝水回收管取得的烟气冷凝水将316L,2205，2507，哈氏合金分别放入浓液中，奥氏体不锈钢冒泡了，特别是折弯角处，焊接点处。可以得出结论：经过处理后的双相钢可以在含硫风中结露使用。绿色低碳节能先行03-6防腐验证PART04项目效益分析Projectbenefitanalysis

以130吨生物质锅炉烟气余热回收系统为例：烟气量：180000Nm3/h夏季烟气温度：150℃冬季烟气温度：130℃换热器模块数：8总换热面积：7200m2设备投资：590万元技改工程：200万元投资合计：790万元绿色低碳节能先行04-1项目效益分析夏季空气由31℃被加热至123℃，冬季空气由-9℃被加热至110℃1）节能效益——回收热量：冬季：Q1=180000Nm3/h（标况下风量）×1.29kg/m3（烟气比重）×1kJ/(kg·℃)（比热）×（110+9）℃（回收的温差）=27.63GJ/h，折合热功率7675.5kW夏季：Q2=180000Nm3/h（标况下风量）×1.29kg/m3（烟气比重）×1kJ/(kg·℃)（比热）×（123-31）℃（回收的温差）=21.36GJ/h，折合热功率5934kW全年节能经济效益（冬夏季平均）：（27.63+21.36GJ/h）÷2=24.50GJ/h全年运行时长8000小时，按60元/GJ计，则年可回收效益=24.50×60×8000=11760000元=1176万元由此可见，项目投资回收期大约为八个月，即一年不到便可收回790万元的项目投资。绿色低碳节能先行04-2项目效益分析2）二氧化碳减排效益：年节煤量（按标煤）=24.5×8000÷29.27=6696吨（标煤）年碳减排量为：0.6696×2.62=17544吨=1.75万吨，年减排碳交易：17544×91.47=1604750元=160.48万元（2024年7月9日交易价格）3）节能政府补助效益（只第一年）

一般为正常投资价的10％补助。（投资价为合同价）4）其它效益

助燃风的加热由于其潜热的蓄热效果，使得助燃风温度受天气变化时波动非常小，导致燃料燃烧时的稳定性。锅炉燃烧的稳定性大为提高。

燃烧的稳定