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燃气锅炉排烟余热回收技术

燃气锅炉排烟余热回收技术

发布日期:2018-01-30 作者: 点击:

冷凝式换热器就是增设在天然气锅炉尾部的余热回收装置,当烟气在通道内通过传热面,燃气锅炉厂家温度降至露点温度以下,从而使排烟中的水蒸气凝结释放潜热传递给回收工质,可以将排烟中大量的能量加以回收利用,从而达到节能环保的效果。随着制造工业的不断发展,各种新型高效的冷凝换热装置层出不穷,不论从结构还是实际余热回收效果来看都有了非常大的改进。

1 烟气的特性分析

天然气成分绝大部分为烃,燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高,分析表明,排烟中可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大。每1m3天然气燃烧后可以产生1. 55 kg水蒸气,具有可观的汽化潜热,大约为3 700 kJ/Nm3,占天然气的低位发热量的10%以上。传统锅炉中,排烟温度一般在160~250℃,烟气中的水蒸气仍处于过热状态,不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。因此传统的天然气锅炉理论热效率一般只能达到95%左右,利用冷凝式换热器只要把烟气温度降到烟气露点温度以下,就可回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热,按低位发热量为基准计算,天然气锅炉热效率可达到和超过110%。本文以纯天然气为例对烟气的露点温度以及锅炉理论热效率进行计算分析。

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 1.1露点计算

在水蒸气分压力不变的情况下,使空气冷却至饱和湿蒸汽状态时,将有水滴析出,此时的温度即为露点温度。天然气燃烧特性分析(以1 m3天然气计算)烟气中水蒸气的体积分数达17˙4%,若燃烧在大气压力下进行,当空气过量系数α为1.1时(本文中的计算均以此作为计算依据),其相应的烟气露点温度是57℃。露点温度随过量空气系数的变化曲线见图1。

通过观察可知,烟气露点温度随过量空气系数的变化而变化。因为根据道尔顿分压定律,露点温度的高低与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量)成正比,随着过量空气系数的增加,烟道中水蒸气的相对体积减小,水蒸气的容积份额会有所下降,其露点温度也随之降低。实际上,虽然各地方天然气中成分含量有所不同,但由于其主要成分均为甲烷且占绝大部分,其他成分影响很小,经计算的露点温度误差不超过0.3%(符合实际要求的范围),并且由于实际燃烧的影响因素较多,也使得计算不可能达到很精确,通常是在理论值附近的一个范围内波动,在实际应用中还需根据不同情况进行修正分析。


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