冷凝式锅炉的原理及应用.doc

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1、新型冷凝式燃气锅炉季卫江苏天和冷暖设备工程技术有限公司[摘要]冷凝式锅炉的应用可以实现突出节能效果，它的年度使用热效率比现有的高效锅炉（低温供暖锅炉）高出15%，比过去的传统锅炉高40%。冷凝的目的是为了回收锅炉烟气中水蒸气转化为液态水时相变过程中的潜能（热能）。因此，冷凝锅炉的烟气排放温度很低，可以达到很好的节能效果和十分明显的低污染排放。在NOX（氮氧化物-导致酸雨，破坏大气层）的排放方面比低温供暖锅炉降低了1/3，比过去的传统锅炉降低了90%。此外，CO2（二氧化碳-温室效应，使全球升温）的排放降低15%。[关键词]冷凝锅炉热效率原理应用一．

2、概况随着经济的快速发展，人类对能源需求的增加以及人们在环境保护方面意识的加强，能源和环保是我们越来越关心的问题。在锅炉的节能与环保技术方面，欧洲在上世纪70年代就开始开发、应用高效的冷凝式锅炉。目前欧洲的冷凝式锅炉技术已发图1冷凝锅炉展到热效率可高达109%，而烟气排放的氮氧化合物达到NOX＜35mg/kw·h的超低污染排放，比国内传统锅炉节能30%－40%，污染排放降低了90%，锅炉重量减轻了2/3，体积减少了1/2。欧洲现已全面推广使用冷凝锅炉，并有多个国家开始限制非冷凝式锅炉的使用。二．冷凝锅炉的原理以天然气燃气冷凝式锅炉为例，天然气的可燃成

3、份主要是甲烷CH4，燃烧时它与空气中氧分子及氮分子结合。CH4＋2（02＋4N2）CO2+2H20+8N2燃烧产物（烟气）↓天然气（1M3气体）↓空气（主要是氧气和氮气）（10M3气体）↓产生热量热值二氧化碳、水蒸气、氮气如果水蒸气冷凝，可产生9M3烟气，如果水蒸气不冷凝，可产生11M3烟气。根据以上可以看出，燃烧所产生的热值有两种数值，分别把它们称作低位热值PCI和高位热值PCS。即：低位热值PCI＝燃料燃烧后释放的热值，假定燃烧产物中含有的水处于水蒸气状态；高位热值PCS＝燃料燃烧后释放的热值，假定燃烧产物中含有的水处于冷凝状态。锅炉的热效率也

4、就具有二种数值，取决于它是以低热值（PCI）和高热值（PCS）。这两种热值的差值由于燃料的不同而不同。PCIPCS的比率天然气液化气燃油煤炭0.900.920.930.95至0.98表1不同燃料低热值与高热值的关系表1可以看出，对于天然气而言，PCI/PCS的比值较大。这也正是用天然气作为燃料时，冷凝技术应用的必要性。锅炉的热效率是锅炉的重要性能指标，是选择锅炉的主要考虑参数之一。热效率是锅炉输出的有效热量与其消耗的能量之比，位消耗的能量可用两种不同的方式来表示，即高热值能量kw·hPCS和低位热值能量kw·hPCI。所以对于一台锅炉采用不同的能量

5、消耗计算方式便可得到两种不同的热效率。在我国计算锅炉的热效率是以低位热值PCI计算，与欧洲相同，而美国等一些国家则采用高位热值PCS计算。对于天然气而言，锅炉的高位热值效率RPCS＝0.9RPCI低位热值效率。我们通常所见的锅炉，如果热效率为90%的话，若按高位热值计算，热效率就应该是81%。对于一台天然气燃气锅炉，如果锅炉的有效输出功率为90kw·h，效率为90%的话，那么这台锅炉就有10kw·h显热损失。这部分显热是通过烟气被排出以及通过锅炉的壳体对外散失。但是如果以高位热值来计算的话，锅炉还有11kw·h的汽化潜热没有被利用，而是以烟气中的水

6、蒸气形式被排出室外了。RPCS＝0.9RPCIRPCI=RPCS/0.9=111%那么，如果以低位热值效率方式表示按高位热值计算的话，天然气燃气锅炉的最高效率为111%。冷凝锅炉，就是把传统锅炉中随烟气被排出的热量予以回收，让烟气在低于露点的温度中冷却，一部分水蒸气在冷凝中释放汽化潜热，同时锅炉也吸收一部分烟气中的显热。三．不同锅炉的比较我们可以通过以下看出不同的锅炉它们的热效率及能源利用状况：1．普通锅炉如果以一台输出功率为1400kw·h，热效率为90%的普通热水锅炉来计算，有10%即155.6kw·h的显能损耗和11%既171.1的潜能损耗。

7、若采用冷凝式锅炉的话，可最高获得19%的热量，即295.6kw·h。图2普通锅炉的热损失2．低温供暖锅炉如果以一台输出功率为1400kw·h，热效率为93%的低温供暖热水锅炉来计算，有7%即105.4kw·h的显能损耗和11%既165.6的潜能损耗。若采用冷凝式锅炉的话，可最高获得16%的热量，即240.9kw·h。图3低温供暖锅炉的热损失3．冷凝锅炉0.5%炉体辐射损失，1%烟气显热损失，0.5%未回收的水蒸气的潜热损失，最高可以获得有效热效率109%。图4冷凝锅炉的热损失四．冷凝锅炉的特点欧洲新型冷凝式燃气锅炉年度运行热效率比普通锅炉提高30%

8、-40%，比低温供暖锅炉提高10%-15%，已达到欧洲最高能效标准****CE四星级标准，热效率高达109%，氮氧化合物的