燃气锅炉烟气余热回收技术简述（附理论节能数据表）

根据国家标准《工业余能资源评价方法》（GB/T 1028）定义，余热利用是指对工业生产、能源转换及其他活动过程中产生的未被合理利用的热能进行回收再利用的过程，具体涵盖余热发电、供暖、制冷及工艺用热等多种形式。作为工业节能领域的关键突破口，燃气锅炉烟气余热回收技术是助力“碳达峰、碳中和”目标实现的重要支撑，特别是结合热泵提升技术后，可高效回收烟气中的显热与潜热，这不仅能大幅降低燃气消耗，减少二氧化碳、氮氧化物等污染物排放，还能显著提升锅炉系统整体能效，为企业创造可观的经济与环境双重效益。从中小型商业建筑到大型工业园区，燃气锅炉烟气余热回收技术正逐步实现规模化应用，推动传统供暖与供能系统向绿色低碳转型。本文将简述该技术的工作原理和技术要点，为行业可持续发展提供借鉴。

第一、术语阐释

（一）低品位余热

工业生产过程中可开发利用的品质较低的余热，包括95℃以下的液体、乏汽、200℃以下的烟气、400℃以下的固体等蕴含的可被利用的热能。

（二）显热

显热是指物质在温度变化过程中不发生相变（固态、液态、气态相互转化）时吸收或释放的热量，其特征是热量变化可通过温度传感器直接测量。例如燃气锅炉排烟温度从200℃降至100℃时，烟气在保持气态的前提下释放的热量即为显热，该过程遵循“热量=质量×比热容×温差”的计算逻辑。在燃气锅炉烟气中，显热占排烟总余热的40%～60%，是传统余热回收的主要对象。

（三）潜热

潜热是指物质在相变过程中温度保持不变时吸收或释放的热量，其能量变化不通过温度波动体现，仅与物质的相变特性相关。例如，燃气锅炉燃烧天然气时，每立方米天然气约产生1.55kg水蒸气，这些水蒸气凝结为液态水时会释放约3700kJ/kg的汽化潜热，该热量占天然气低位发热量的10%左右，是烟气余热回收的关键潜力点。

（四）烟气余热

烟气余热是低品位余热的一种，是指燃气锅炉燃烧燃料后，排放烟气中未被有效利用的热能总和，包括烟气自身的显热和水蒸气凝结释放的潜热。传统燃气锅炉排烟温度多在160～250℃，该温度下水蒸气处于过热状态无法凝结，导致潜热随烟气排放，造成总热能损失约达8%～16%，烟气余热的量化需结合排烟流量、温度、湿度及燃料特性综合核算。

（五）冷凝水

冷凝水是指烟气在降温过程中，当温度低于露点温度时，其中的水蒸气凝结形成的液态水。在后续的附表中也可以看出，烟气温度低于55℃时产生冷凝水而同时可以回收潜热，另外，由于烟气中含有CO₂、NOₓ等酸性气体，冷凝水pH值通常在4.0～6.0之间，具有腐蚀性，需通过中和处理或专用防腐设备回收利用。在深度回收系统中，冷凝水回收率可达80%以上，经处理后可作为锅炉补水。

（六）节能量

节能量是指烟气余热回收装置的有效输出热量与回收该部分热量所消耗能量的差值，是衡量回收系统节能效果的核心指标。

（七）节能率

节能率是节能量与燃气锅炉消耗燃气的低位发热值总热量的比值，计算公式为：η=(Qᵣ-Qx)/(B×d)×100%（其中Qᵣ为烟气余热理论回收总热量，Qx为回收消耗能量，B为燃气流量，d 为燃气低位发热量），行业数据显示，普通余热回收技术节能率约8%～12%，深度回收技术可提升至15%～25%。

第二，余热回收工作原理

燃气锅炉烟气余热回收的核心是通过热交换装置实现烟气热能向目标介质（水或空气）的传递，其工作原理可分为三个关键环节：

（一）显热获取

高温烟气（约160～250℃）从锅炉烟道排出后，进入余热回收装置（如间壁式换热器、喷淋式换热器、溴化锂吸收式热泵），与装置内的低温工质（冷水或溴化锂溶液）形成温差驱动的热交换。此时烟气首先释放显热，温度降至露点温度附近（约55～60℃）。

（二）相变换热

当烟气温度低于露点温度时，其中的水蒸气开始凝结，释放大量潜热。该过程中，热交换装置的壁面温度需精准控制在酸露点以上10～15℃，既保证水蒸气充分冷凝，又避免酸性冷凝水对设备的腐蚀，并采取必要的防腐措施。

（三）利用环节

回收的显热与潜热通过工质传递至供热系统：对于间壁式回收系统，加热锅炉回水或生活热水；对于吸收式热泵系统，通过发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器的循环作用，将低品位余热提升为高品位热能，用于加热一次管网热水，实现余热资源的梯级利用，例如：

注1、一级节能器：用45℃～70℃一次管网回水与110℃～150℃的锅炉主机出口烟气换热，节能器后烟温降至55℃～75℃，回收烟气显热。

注2、二级冷凝器：用 30℃～35℃二次管网回水与55℃～75℃的节能器出口烟气换热，冷凝器后烟温降至40℃～45，回收烟气全热。

注3、烟风换热装置：利用助燃室外冷空气与冷凝器出口40℃～45℃烟气换热，使最终排烟温度控制在35℃～40℃以内，并提高助燃空气温度，达到节能和降氮的双重目的。

第三，烟气余热深度回收概要

（一）原理理解

烟气余热深度回收是指通过高效换热设备将排烟温度降至露点以下，同时回收烟气显热与潜热的技术方式，与传统显热回收相比，深度回收系统可额外回收10%左右的潜热，使锅炉热效率突破100%（按低位发热量计算），结合热泵来看，对于烟气余热深度回收溴化锂吸收式热泵而言，其是以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，将投入发生器或高压发生器外部加热源的热量和蒸发器吸收的低温烟气中的烟气显热和水蒸气潜热，转移到吸收器和冷凝器中用以制取热水的一种能量深度回收及减排一体化设备。

（二）烟气余热深度回收技术要点

以热能(燃气、蒸汽或热水等)驱动吸收式溴化锂热泵产生低温水并送入烟气换热器，低温水经过烟气换热器回收锅炉排烟余热，经热泵提升后送往热网，它可有效回收锅炉排烟的低品位余热，原理如下图所示：

其有以下技术特点：

1、采用热泵技术将锅炉的排烟温度降温至30℃以下，燃气锅炉的平均热效率提高8%～15%;

2、烟气冷凝过程中，烟气中的部分烟尘、NOx和SOx随冷凝水一起排出，SO2降低20%～40%，NOx的冷凝吸收率达10%～20%。

3、供热侧进水温度40～70℃，出水温度50～90℃，烟气热源侧进口温度≤180℃，出口温度≤30℃，烟气含湿量≤5%，COP≥1.6。

第四，总结

推广余热回收及热泵技术，既精准契合发改委、住建部关于余热利用、热泵行业高质量发展以及建筑节能降碳的政策导向，又能通过全量回收烟气显热与潜热实现提效降耗、减碳消白的成效，同时它也为建筑供热领域提供了经济可行的绿色方案，助力建筑行业的转型与既有建筑的节能改造。

随着技术规范的完善与设备能效的提升，余热深度回收技术将在工业生产、城镇供暖等领域实现规模化应用。未来，需进一步优化设备换热效率、降低设备成本、完善智慧运维和评价体系，进一步推动该技术向更高能效、更宽适配的领域去创新和发展。

附烟气余热回收技术理论节能表：

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