鍋爐節能器作為鍋爐尾部重要的餘熱回收換熱裝置,安裝位置直接決定餘熱回收效率,同時關係裝置腐蝕、積灰以及整套鍋爐系統執行安全鍋爐。很多企業開展鍋爐節能改造,加裝鍋爐節能器的時候,並不清楚裝置標準安裝位置,隨意選定安裝點位,容易出現換熱效果差、腐蝕損壞、系統阻力超標等各類問題,瞭解鍋爐節能器合理安裝位置以及背後邏輯,對改造專案十分關鍵。
常規鍋爐系統煙氣流動順序,鍋爐爐膛出來之後,依次經過過熱器、對流受熱面,之後進入尾部煙道鍋爐。標準設計當中,鍋爐節能器安裝在鍋爐尾部煙道內部,過熱器之後,空氣預熱器之前的位置。高溫煙氣經過爐膛、過熱器釋放大部分熱量之後,流到該區域,煙氣仍具備可觀餘熱,可以被鍋爐節能器充分回收。換熱之後煙氣再流向空氣預熱器加熱助燃空氣,實現熱量梯級利用,最大化挖掘煙氣當中殘餘熱能。
對於很多中小型工業鍋爐,沒有配置過熱器、空氣預熱器,鍋爐節能器就直接佈置在鍋爐本體煙氣出口之後,除塵器之前的尾部煙道段鍋爐。鍋爐排出煙氣首先進入鍋爐節能器完成換熱降溫,之後煙氣再流向除塵、脫硫裝置,最後透過煙囪排出。這是存量鍋爐改造最常採用的安裝佈局方式,施工改動相對可控,餘熱利用充分。
把鍋爐節能器裝在除塵器之後,在部分專案中也會見到,但這種安裝方式有明顯利弊鍋爐。煙氣經過除塵之後粉塵含量大幅下降,可以減輕節能器積灰壓力,但煙氣經過除塵裝置之後溫度已經降低,剩餘可回收餘熱變少,裝置的換熱收益會打折扣。同時要留意除塵裝置耐溫引數,如果是布袋除塵器,煙氣溫度不能低於濾袋耐溫下限,避免低溫工況損壞除塵配件。
為什麼鍋爐節能器不可以隨意安裝在煙道靠前高溫區域?煙道前段煙氣溫度過高,會讓換熱管束承受過高熱負荷,金屬熱應力大,容易加速元件老化損傷鍋爐。也不能安裝在煙道最末端靠近煙囪位置,此處煙氣熱量已經大量散失,溫度偏低,餘熱回收空間很小,加裝節能器很難體現節能價值。
確定安裝位置,除煙氣流程之外,還必須兼顧防腐蝕要求鍋爐。燃煤、燃油鍋爐煙氣含有硫元素,會形成硫酸蒸汽,存在酸露點。鍋爐節能器安裝點位,需要控制裝置管壁執行溫度,儘量避開酸露點,防止酸性物質凝結造成換熱管束腐蝕破損。如果選用 ND 鋼等耐低溫腐蝕材質,才可以適度放寬溫度邊界條件。
現場佈置同時要預留檢修空間鍋爐。鍋爐節能器執行過程會產生積灰,需要設定人孔、清灰口,方便振打清灰、檢修、檢查管束磨損腐蝕情況。煙道改造還要核算煙氣阻力,加裝節能器會帶來阻力增加,需要校驗原有引風機風壓餘量,風機壓頭不足時,要做相應調整,防止鍋爐爐膛負壓異常,影響鍋爐安全執行。
總的來說,鍋爐節能器優先佈置在鍋爐本體出口之後、除塵裝置之前的尾部煙道;新鍋爐配套則置於過熱器後、空預器前鍋爐。實際專案不能照搬固定模式,要結合鍋爐型別、燃料種類、配套環保裝置、風機引數綜合確定安裝點位,兼顧換熱效率、防腐蝕、運維檢修、系統阻力多方面因素,保障改造專案平穩執行。