燃气锅炉烟气余热回收技术与应用
网址：www.adore-japan.com 更新时间：2017-01-11 11:31 浏览次数：：174次
众所周知，燃气锅炉与燃煤锅炉的重要区别之一，就是天然气经过燃烧排放的烟气中，水蒸汽容积成份约为15%-19%，而燃煤锅炉仅为6 0}6。未经节能改造的燃气锅炉，排烟温度一般在160一250℃，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。由于锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热量的热能损失。因此，普通燃气锅炉热效率一般只能达到87%一91%。而采用“冷凝型高效节能器”改造的燃气锅炉，能够把排烟温度降低到100℃左右(可降到50℃ )，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热。
但是，在一般运行工况下，这部分宝贵的显热/潜热载体连同烟气被排放掉。烟气热能，不仅用其中的氮氧化物污染环境.制造“温室效应”，而且造成能源浪费，运行成本提高，具有对生存环境和企业效益的双重损害。
烟气余热，必须回收。
因为，1NM3天然气燃烧生产理论烟气量约10.3 N甜(大约12.5KG )。以过量空气系数1.3为例，产生烟气14 N耐(大约16.6KG )。取烟气温度200℃降低至70}，放出物理显热约1600KJ,水蒸汽冷凝率取50%，放出汽化潜热约1850 KJ，总计放热3450 KJ，约是天然气低位发热量的10%。若取80%烟气进人热能回收装置，可以提高热能利用率8%以上，节省天然气燃料近10%。
目前，多种形式的锅炉烟气余热回收产品投降市场，包括热管或翅片式热管、板式或板壳式、针管、翅片管等等热交换载体，用于烟气余热回收，根据产品的不同特点，其节能效果也不尽相同。燃气锅炉原理告诉我们，余热回收的关键--一回收烟气中的热能，以提高锅炉运行效率。包括回收烟气中的部分显热和大量潜热，使其分段冷凝从而释放出所蕴含的热能。市场上有“冷凝型燃气锅炉”.是节能技术在锅炉制造中的应用。它是在内部结构上采用了冷凝式循环技术，称为一体式冷凝型燃气锅炉。由于种种原因，目前生产量较少。另一种获得燃气锅炉热能回收的方法就是采用“冷凝法”回收烟气热能，为普通燃气锅炉的减排降耗提供了行之有效的解决方案。
为了节能减排，促使用户将普通燃气锅炉更换为“一体式冷凝型燃气锅炉”，是没有操作性的。节能减排和企业利益相一致，因此，对使用中的燃气(油)锅炉，采用易行的技术改造是符合社会和企业需要的最佳解决方案。
采用“冷凝法”回收烟气余热，就是将锅炉改造成一台“分体式冷凝型燃气锅炉”。它是由高效气一水型烟道换热器、风量控制器，引风机、保温热水箱、热水循环管道泵、电磁阀和烟温、水温监测显示及电气控制系统等单元构成锅炉烟气热能回收利用系统，即““冷凝型高效节能器”通过加装“冷凝型高效节能器”。有效回收烟气中的显热段、潜热段以及过冷段各种形态热能，实现了降低氮氧化物排放，减少能源消耗等多种目标。
.“冷凝型高效节能器”的核心技术是采用了具有自主知识产权的“三维针肋管”换热部件。如图所示:整体“三维针肋管”是在铜(不锈钢)，基管的表面用机械方法加工出规则的针状翅片，使其表面积增大近10倍，换热效果提高约7倍;由于管周向翅片是“间断”的，无论烟气横向，纵向冲刷管束。所有的针肋扩展表面都受到烟气的横向紊流冲刷并在针肋背面形成对称的稳态漩涡和回流区。热边界层被不断的破坏和再形成.使整个热边界层减薄，从而大大减小了热阻提高了换热系数、可快速而有效地将烟气中的热t交换到管内的软水中，换热工况极佳另外。由于‘“三维针肋管“是一种悬臂结构，在气流的冲击作用下。针肋产生振动。使烟灰很难积结.加上烟气强烈的紊流冲刷.使此种换热原件具有较强的自清灰能力。
传统的“省煤器”余热回收方式。存在较大的弊端。“冷凝型高效节能器”完全颠筱了“省煤器”的结构形式和烟气余热回收方式:系统设置了独立的调节保温热水箱和热水循环管道泵，换热器水侧运行压力<0.2MPa，常压运行当锅炉启动运行排烟温度达到设定值后，换热器中始终有软水在强制循环流动不间断地回收余热，在锅炉暂停补水时贮存热量克服了传统省煤器间歇回收.补水前后温差大和易产生汽蚀和高压的弊端。
·“冷凝型高效节能器”的应用，改造工程不触动锅炉本体和任何附件，改造停炉时间极短只在锅炉软水箱出口安装旁通阀门和在排烟口安装换热器或在烟道上加装旁通烟道接口书要停炉外。则不再要求锅炉停炉即可完成全部安装项目。
2003年12月和2004年4月，重庆市南岸区环境监测站对采用“冷凝型高效节能器”改造的燃气蒸汽锅炉，进行了改造前后排烟对比监测。监测结果:改造后烟尘排放浓度降低53%，二氧化硫排放浓度降低62.6%，节能率:}f.fi`Y}
2flflf年fi月.经四川省科学技术信息研究所查新。做出如下查新结论:“国内未见燃气(燃油)锅炉节能器采用三维针肋换热管作为换热原件。可用烟气直接加热工质，常压运行，只需一个换热器就可完成所有工作的文献报道。”
燃气锅炉改造工程实例:
重庆江南化工厂，卧式1t/h和6t/h燃气锅炉，改造前排烟温度250℃左右，锅炉平均进水温度16℃，采用“冷凝型高效节能器”实施改造后，排烟温度52℃, .锅炉进水温度fill以上。综合节能率9.6%。
四川成都新都水玻璃厂'2t/h卧式燃气蒸汽锅炉。改造前排烟温度250以上，锅炉进水温度16℃，采用“冷凝型高效节能器”实施改造后，排烟温度100℃左右，锅炉进水温度50℃,综合节能率7%。
四川成都地奥药业锅炉房改造工程(燃气锅炉4t/h二台，2t/h一台)，改造前平均排烟温度200℃ ,锅炉进水温度10℃。采用‘·冷凝型高效节能器’‘实施改造后，排烟温度I10℃,锅炉进水温度61℃，节能率8%以上。
天津富士达集团，在设计新建车间工艺供热锅炉时，“冷凝型高效节能器”作为锅炉系统的辅机同时采购，安装.直接得到“分体式冷凝型燃气锅炉’‘.而通过新建项目的环评审核。
综上所述，燃气锅炉减排降耗的有效途径，是采取高效换热工艺，回收利用烟气中的显热和冷凝得到的潜热“冷凝型高效节能器“是将传统燃气锅炉改造成“分体式冷凝型燃气锅炉”的有效手段经过客户安装使用和主管部门依法检测证明，“冷凝型高效节能器”具有烟气余热温度全段热f回收的良好作用，并有效降低氮氧化物的含量，使之符合烟气排放的环保标准因此，“冷凝法”回收烟气余热，是燃气锅炉减排降耗的绿色途径。
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