辽宁中创亿达设备制造有限公司

烟气余热回收空气加热器是一种通过换热技术将工业高温烟气中的余热传递给空气，用于预热助燃风、工艺空气或干燥介质的设备。其核心功能包括节能降耗、提升燃烧效率和降低排放，广泛应用于锅炉、冶金、化工、垃圾焚烧等领域。

一、技术原理与核心类型间壁式换热技术

耐腐蚀设计：采用不锈钢、镍基合金或陶瓷涂层，应对含硫、氯的腐蚀性烟气。

低阻力结构：优化烟气流道，控制烟气流速（8-15m/s），减少压损（通常≤1.5kPa）。

原理：通过金属壁面（如翅片管、板式换热元件）隔离高温烟气与冷空气，利用导热和对流实现热量传递。例如，烟气在管外流动，空气在管内流动，通过翅片管壁完成热量交换。

技术特点：

热管式换热技术

传热：热管导热系数可达金属的50-100倍，适合快速回收烟气余热。

单管可更换：局部损坏不影响整体运行，维护便捷。

原理：利用热管内工质（如水、熔盐）的相变（蒸发-冷凝）传递热量，冷热端可分离设计。高温烟气加热热管下端，热量通过管壁传导至上端，加热冷空气。

优势：

板式换热技术

全焊式结构：耐高温高压（3.0MPa/300℃），无密封垫片，减少泄漏风险。

易清洗：适用于清洁烟气，但对粉尘敏感。

原理：多层波纹金属板片形成薄通道，烟气与空气交替流动，传热系数高（3000-6000W/m²·K）。

特点：

二、关键结构设计与材料选择结构类型适用场景技术特点翅片管换热器高粉尘烟气（如冶金、电厂）翅片间距5-10mm，增大换热面积30%-50%，抗积灰设计（如螺旋翅片）。板式换热器中低温清洁烟气传热效率高，模块化设计便于维护，耐温上限450℃。热管换热器高温波动性热源冷热端独立密封，耐高温（800-1200℃），防酸露点腐蚀。陶瓷换热器极端高温（>1200℃）碳化硅材料耐温达1600℃，抗氧化性强，寿命长达10年以上。三、应用场景与典型案例锅炉助燃空气预热功能：将烟气余热用于预热锅炉助燃空气，提升燃烧温度和效率。

案例：某电厂燃煤锅炉加装翅片管式空气加热器，空气预热至300℃，燃料消耗降低15%，年节省燃煤800吨。

冶金行业烧结机余热回收

应用：回收烧结机尾部烟气（400-600℃）余热，预热烧结料层或助燃空气。

效益：某钢厂年回收蒸汽1.5万吨，烧结燃料消耗降低18%。

化工反应工艺加热

工艺适配：利用低温烟气余热（50-150℃）预热反应原料气，降低反应能耗。

案例：某化工厂通过板式换热器回收烟气余热，年节省蒸汽费用200万元。

垃圾焚烧发电系统

功能：将800-1000℃烟气快速冷却至200℃以下，同时预热助燃空气。

案例：某焚烧厂年发电量增加120万度，滤袋寿命延长至2年。

四、技术优势与效益分析节能效益

燃料替代：回收热量用于预热空气或发电，燃料消耗降低10%-20%。例如，某钢厂年节省标准煤3000吨。

热效率提升：排烟温度每降低10℃，锅炉效率提高0.7%-1%。

环保效益

减排减排：降低烟气温度减少SO₂、NOx排放（降幅达30%-50%），同时减少粉尘扩散。

合规性：满足《火电厂大气污染物排放标准》（如SO₂≤35mg/m³，NOx≤50mg/m³）。

经济效益

投资回报：常规项目回收期1-3年，大型系统（如垃圾焚烧）可达2-5年。

运营成本：减少除尘器、脱硫塔的维护费用（如滤袋更换周期延长50%）。

五、选型与设计要点温度匹配

高温段（>600℃）：优先选用碳化硅或陶瓷换热器。

中温段（200-600℃）：采用翅片管或板式换热器。

低温段（<200℃）：使用热管或相变冷却技术。

介质兼容性

耐腐蚀材料：含硫烟气选用ND钢、考顿钢或陶瓷涂层；高温（>800℃）场景采用碳化硅（SiC）。

抗磨损设计：高粉尘烟气采用大管径、低流速（8-12m/s）或加装防磨套管。

系统集成

余热梯级利用：结合余热锅炉、ORC发电系统，实现热能多级回收。

智能控制：通过PLC或DCS实时调节烟气流速与介质流量，优化效率。

六、发展趋势材料创新：开发耐高温（>1400℃）、耐腐蚀的纳米涂层材料，延长设备寿命至15年以上。

智能化：集成温度、压力传感器，实现自适应调节与故障预警。

多技术耦合：与碳捕集（CCUS）、制冷系统结合，打造零碳工厂标杆。

七、典型案例某钢铁厂烧结机改造：采用翅片管式空气加热器，烟气降温至150℃，助燃空气预热至350℃，燃料消耗降低15%，年节省成本500万元。

电厂脱硫系统：烟气→余热回收器（降温至130℃）→空冷器（进一步冷却至70℃）→湿法脱硫，综合节能率提升12%。

烟气余热回收空气加热器通过换热与智能控制技术，成为工业节能与碳中和的核心装备。未来随着材料科学与数字化技术的突破，其将在高能耗行业发挥更核心的作用。