文 献 综 述

一、研究背景

作为典型的煤炭污染型国家之一，火力发电是我国的电力工业产业的领导主力军，其年平均发电量约占全国总年平均发电量的80%^[1]。即使在国内大部分省份频繁被雾霾天气笼罩，人民群众深受PM2.5爆表的危害而大力提倡节能减排的今天，电力产业仍是我国重要的能源支柱产业和煤炭消耗的大户，在全国煤炭总产量中，火力发电年消耗的煤炭量约占其60%^[2]。与此同时，我国这类火力发电厂的热能利用效率较低，循环冷取水可以携带50%以上的热量，经过冷却塔冷却后剩下的热量散入大气^[3]。由于循环冷却水温度较低（夏季25~45℃，冬季20~35℃），属于热源温度lt;50℃的低品位热源，使用常规技术手段对该部分低品位热源的回收利用效率较低^[4]。国内大多数热力发电厂长期以来就该低品位热量的余热回收利用问题并未引起足够重视，这不但浪费了大量的能量资源，还加剧了环境污染等一系列问题。因此，探索先进的技术手段来对这部分能量加以回收利用是十分必要的。

同样，各地火力发电厂大量消耗煤炭对环境的危害也是极大的。所以有效回收废热，使燃料更高效燃烧的问题迫在眉睫。据相关数据统计，我国大大小小的锅炉排烟温度均在180℃以上，普通工业锅炉更是高达250℃以上，尽管经余热回收，电站锅炉的排烟温度也多居于130~180℃，并且这部分热量随烟气直接排出，并未得到相应的回收和有效的利用^[5]。直接排放的高温的烟气不仅对环境有严重破坏，同时也对我国能源造成了极大浪费。查阅相关资料得，每降低15~20℃的排烟温度，锅炉的热效率约可提高1%，并且锅炉排烟热损失约在5%~8%之间，是工业热损失中最大的一种^[6]。

火力发电厂中的煤炭往往是在炉膛内直接燃烧，产生热量用以加热水冷壁中的水来产生过热蒸汽，进而推动汽轮机旋转并带动发电机做功，从而将热能转变为机械能再转变为电能加以利用。但在炉内烟气排放的过程中，出口烟气余温仍高于外界环境温度，因而可以采用高效率的热管式导热油加热器回收燃煤锅炉的排烟余热，减少能量耗损，提高燃煤锅炉的工作效率以节约能源^[7]。

节能减排作为我国工业可持续性发展的基本国策，在国家政策与市场需求的双重作用下，烟气余热回收利用的研究具有很大的市场空间，而作为目前高效解决这一问题的气-液热管换热器，其所带来的经济效益也是巨大的，因此，充分回收余热对促进”十二五”规划中节能减排任务的实现具有非常重要的意义^[8]。

二、研究进展

2.1 烟气余热回收的技术发展现状

工程上目前多利用的余热回收方式有：①将烟气余热回收至锅炉热力系统内（如预热炉内空气、加热炉内补水等）；②将烟气余热回收至系统外热用户（如提供生活热水等），如图1所示^[9]。

图1 烟气余热回收示意图