锅炉在运行过程中，燃料燃烧产生的热量除了用于将水加热转化为蒸汽或热水等实现其主要供热、供汽功能外，还有相当一部分热量会随着高温烟气、炉渣等排出而被浪费掉。锅炉余热回收设备就是专门用于捕捉和回收这部分被浪费的余热，将其重新加以利用，从而提高能源利用率、降低能源消耗、减少运行成本，同时也有助于减少温室气体排放等，符合节能减排以及可持续发展的要求。
常见的锅炉余热回收设备类型及原理
- 省煤器
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空气预热器：
- 原理：空气预热器的作用是利用锅炉尾部烟气的余热来加热进入锅炉燃烧的空气。热烟气通过空气预热器的传热元件（如管式、回转式等不同形式的结构），将热量传递给从外界进入的冷空气，使空气温度升高后再进入炉膛参与燃烧。热空气能够使燃料燃烧得更充分，提高燃烧效率，同时也降低了排烟温度，进一步提高了锅炉整体的热效率。比如在煤粉锅炉中，经过空气预热器加热后的空气温度可提升到几百度摄氏度，让煤粉能快速、充分地燃烧起来。
- 适用场景及特点：几乎适用于所有需要通过燃烧燃料来产生热量的锅炉类型，包括大型电站锅炉、工业锅炉等。管式空气预热器结构简单、造价低，但体积相对较大；回转式空气预热器则具有体积小、传热效率高的优点，但结构复杂，对制造和维护要求较高，不过总体来说空气预热器对于优化锅炉燃烧、回收余热有着十分重要的作用。
- 热管换热器
- 原理：热管是一种具有高导热性能的元件，它内部装有工作介质（如氨、水等），在热管的一端（蒸发段）吸收热量后，工作介质蒸发变成气态，气态介质在热管内部压力差的作用下流向另一端（冷凝段），在冷凝段释放热量后又重新凝结为液态，液态介质再依靠重力或毛细作用等回到蒸发段，如此循环往复，实现热量从高温侧（如锅炉烟气侧）向低温侧（如需要被加热的水、空气等介质侧）的高效传递。将多根热管组合在一起就构成了热管换热器，可用于回收锅炉烟气中的余热来加热不同的介质。
- 适用场景及特点：热管换热器的优点在于其传热效率高、结构紧凑、适应性强，可以根据不同的余热回收需求灵活设计和布置，可用于各种规模和类型的锅炉。它能在较小的温差下实现较大的热量传递，并且对安装空间的要求相对灵活，不过热管的制造质量、工作介质的选择以及长期运行中的密封等方面需要严格把控，以确保其稳定可靠运行。
- 冷凝式热回收器
- 原理：对于一些燃气锅炉等排烟中含有水蒸气的情况，排烟温度通常较高且水蒸气处于过热状态。冷凝式热回收器通过特殊的换热结构，让高温烟气在其中降温，当烟气温度降低到水蒸气的露点温度以下时，水蒸气会凝结成液态水，在这个相变过程中会释放出大量的潜热，回收器就能捕捉并利用这部分潜热来加热其他介质（如水、空气等），从而大大提高了余热回收的效果和锅炉的热效率。
- 适用场景及特点：特别适用于燃气锅炉、燃油锅炉等排烟中含有较高水蒸气含量的锅炉类型，尤其是那些排烟温度较高（一般在 120℃及以上）的情况。它虽然能实现高效的余热回收，但由于涉及到水蒸气的冷凝，对设备的材质防腐性能、排水等方面有较高要求，因为冷凝水通常呈酸性（溶解了部分酸性气体），容易腐蚀设备，需要采取相应的防腐和排水处理措施。
锅炉余热回收设备的选择依据
- 锅炉类型及规模：不同类型的锅炉（如电站锅炉、工业锅炉、生活热水锅炉等），其排烟温度、烟气流量、燃料种类等都有所不同，规模大小也影响着余热回收的潜力和需求。例如大型电站锅炉排烟量大、温度较高，可能需要综合采用多种余热回收设备如空气预热器、省煤器以及热管换热器等进行多级余热回收；而小型生活热水锅炉则可能根据其排烟特性选择相对简单的省煤器等设备即可满足余热回收需求。
- 余热资源情况：要分析锅炉排烟的温度、烟气成分、余热的可利用程度等因素。如果排烟温度较高且含有较多可利用的热量（比如有大量水蒸气可通过冷凝回收潜热等），就可以考虑采用冷凝式热回收器等高效回收潜热的设备；若烟气中灰尘含量较高，则需要选择对积灰、堵塞等情况有较好应对能力的余热回收设备，像管式空气预热器相对回转式在抗积灰方面可能更有优势一些。
- 回收余热的用途：回收的余热可以用于预热给水、预热燃烧空气，也可以用于其他工艺加热（如为厂房供暖、加热生产用的原料等）。如果是用于预热燃烧空气，那空气预热器就是很合适的选择；要是想把回收的余热用于厂区生活热水的加热，那么热管换热器等可以灵活与热水系统连接的设备就可纳入考虑范围。
- 投资成本与收益分析：不同的余热回收设备在购买、安装、运行维护等方面的成本各不相同，需要综合评估其初始投资以及预期的节能收益情况。比如省煤器相对来说初始投资成本较低，回收热量也能带来一定的节能效果，适合一些对成本较为敏感且余热回收需求不是特别复杂的锅炉应用场景；而热管换热器虽然传热效率高但设备成本可能较高，不过长期来看其带来的节能收益可能会弥补较高的前期投入，需要根据具体的经济核算来确定是否选用。
锅炉余热回收设备的安装与运行维护要点
- 安装要点
- 位置选择：余热回收设备一般安装在锅炉的尾部烟道合适位置，要根据设备类型和锅炉的具体结构进行布局，确保烟气能够顺畅进入设备进行换热，同时也要考虑便于设备与其他相关系统（如给水系统、空气供应系统等）的连接，尽量减少管道的弯头、变径等造成的阻力增加情况。
- 管道连接：与锅炉和其他相关系统连接的管道要严格按照设计要求进行安装，保证密封良好，防止烟气泄漏或被加热介质的泄漏，对于高温管道还需要考虑热膨胀补偿等问题，避免因管道热胀冷缩导致损坏，影响整个系统的正常运行。
- 基础与支撑：要为余热回收设备设置牢固可靠的基础和支撑结构，根据设备的重量、运行时的振动等因素合理设计，确保设备在运行过程中能保持稳定，不会因基础不稳而出现位移、倾斜等安全隐患。
- 运行维护要点
- 定期巡检：运行过程中要定期对余热回收设备进行巡检，检查设备的外观有无变形、泄漏迹象，查看连接管道的温度、压力是否正常，倾听设备运行有无异常声响等，及时发现并处理一些潜在的问题，如管道的轻微泄漏、部件的松动等。
- 清理与保养：由于锅炉烟气中通常含有灰尘等杂质，余热回收设备在运行一段时间后容易出现积灰、结垢等情况，影响换热效率，所以需要定期对设备内部（如省煤器的管束、空气预热器的传热元件等）进行清理，去除积灰和结垢，同时对设备的转动部件（如果有）进行润滑保养等维护工作，确保设备性能良好。
- 故障排查与修复：当设备出现故障报警（如温度异常升高、压力异常降低等）时，要及时组织专业技术人员按照故障排查流程进行分析，找出故障原因，如热管换热器可能出现热管损坏、冷凝式热回收器可能存在冷凝水排水不畅导致腐蚀等问题，并尽快采取有效的修复措施，使设备恢复正常运行。
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