余熱資源被認(rèn)為是繼煤、石油、氣、水力之后的第五大常規(guī)能源。余熱資源回收利用是提高經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約燃料的一條重要途徑。根據(jù)焦?fàn)t熱平衡測(cè)試，焦炭顯熱占37.15%，出爐煤氣和化學(xué)產(chǎn)品儲(chǔ)熱占35.98%，廢氣熱量占17.31%，這三部分的熱量應(yīng)該是煉焦工業(yè)中節(jié)能和余熱利用的主要對(duì)象。

　　目前利用干熄焦技術(shù)回收焦炭顯熱已經(jīng)成熟，并且許多焦化企業(yè)都有應(yīng)用?；厥粘鰻t煤氣和化學(xué)產(chǎn)品顯熱的上升管余熱回收技術(shù)，因?yàn)榻褂湍Y(jié)結(jié)焦和換熱器效率低下等問(wèn)題，未能推廣。因焦?fàn)t生產(chǎn)過(guò)程中熱源的不穩(wěn)定、煙氣性質(zhì)惡劣以及其他客觀因素，回收煙道氣顯熱技術(shù)受到了限制。合理的余熱回收系統(tǒng)不僅要能適應(yīng)相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，而且還要具有較高的經(jīng)濟(jì)性、性和較長(zhǎng)的使用壽命。同時(shí)還要結(jié)合生產(chǎn)工藝的條件和空間進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)能源利用方式的優(yōu)化。為此，提出一種適用的余熱回收系統(tǒng)即新型偏心徑向熱管余熱鍋爐，實(shí)現(xiàn)意義上的節(jié)能減排。

　　針對(duì)較惡劣的煙氣余熱資源工況，文章分析了現(xiàn)有余熱回收技術(shù)及存在的問(wèn)題，將傳統(tǒng)的軸向重力式熱管與偏心徑向熱管進(jìn)行了比較分析。將以偏心徑向熱管為傳熱元件的余熱鍋爐應(yīng)用于焦化煙氣余熱回收工程實(shí)踐，為煙氣余熱回收工程設(shè)計(jì)與裝置應(yīng)用提供技術(shù)。

　　焦?fàn)t煙氣成分復(fù)雜且波動(dòng)性較大，含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫以及煤塵、焦油等物質(zhì)。

　　當(dāng)含塵的煙氣流過(guò)換熱面時(shí)，會(huì)在換熱面上造成積灰。積灰會(huì)增加氣流流動(dòng)阻力和降低換熱器的性能，使煙道流通截面積減小，增加風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗。嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致煙道阻塞，換熱設(shè)備失效，被迫停止運(yùn)行，嚴(yán)重影響換熱設(shè)備運(yùn)行的性和經(jīng)濟(jì)性。除此之外，煙氣中常常含有SO2,SO3等硫化合物，當(dāng)SO3與煙氣中的水蒸氣結(jié)合成硫酸蒸汽，一旦硫酸蒸汽與低于酸露點(diǎn)的壁面接觸，便會(huì)在壁面凝結(jié)，進(jìn)而對(duì)受熱面金屬產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕作用。碳鋼一水重力熱管由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、制造方便，所以此類熱管在工業(yè)熱能綜合利用方面得到了廣泛的使用，尤其是在中低溫?zé)煔庥酂峄厥疹I(lǐng)域。以重力熱管為傳熱元件余熱鍋爐有兩種形式，一種是汽包式熱管余熱鍋爐，另一種是套管式余熱鍋爐。兩種換熱器中的熱管均經(jīng)過(guò)中間隔板穿過(guò)循環(huán)煙氣箱體和鍋爐給水集箱，套管式余熱鍋爐水側(cè)熱管外部為套管式結(jié)構(gòu)，水在套管內(nèi)被加熱;汽包式余熱鍋爐水側(cè)熱管伸入汽包，水在汽包中沸騰并產(chǎn)生蒸汽，從而分別完成了各自的熱量回收。

　　傳統(tǒng)的余熱回收裝置采用軸向式熱管換熱設(shè)備，具有的等溫性、可控制溫度、熱量輸送能力強(qiáng)、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、無(wú)外加輔助動(dòng)力設(shè)備等一系列優(yōu)點(diǎn)。但是，隨著軸向式熱管的應(yīng)用，暴露出的問(wèn)題也逐漸增多。

　　(1)碳鋼一水重力熱管的工作溫度為50~250℃，當(dāng)余熱鍋爐的蒸汽溫度要求過(guò)高時(shí)，需要較厚的管壁來(lái)承受熱管管內(nèi)的壓力，這在工程應(yīng)用中既不經(jīng)濟(jì)，也不。當(dāng)超過(guò)熱管使用范圍時(shí)，需配合其它換熱器使用，而軸向重力式熱管換熱器與其它換熱器組合使用時(shí)，為分箱體形式，故設(shè)備體積相對(duì)較大。

　　(2)重力式熱管換熱器中的熱管經(jīng)過(guò)中間隔板穿過(guò)循環(huán)煙氣箱體和鍋爐給水集箱，由于換熱管與中間隔板的焊接點(diǎn)較多，且焊接空間不夠，易發(fā)生泄漏。一旦煙氣進(jìn)入鍋爐給水集箱，煙氣中的硫化物會(huì)從外側(cè)對(duì)水套產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕，導(dǎo)致鍋爐給水進(jìn)入煙氣集箱，影響生產(chǎn)。

　　(3)煙氣直接沖刷重力熱管進(jìn)行換熱，一旦熱管出現(xiàn)磨穿和泄漏，煙氣與熱管內(nèi)部工質(zhì)直接接觸，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的露點(diǎn)腐蝕，同樣導(dǎo)致水套內(nèi)的水泄露，設(shè)備損壞，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

　　(4)隨著使用時(shí)間增加，不凝性氣體逐漸在端部聚集。由于不凝氣體占有的空間，使換熱面積減小，熱管等溫性能變差，換熱效率也大大降低。