燃气锅炉烟气余热利用的途径及技术要点概述.docx

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1、燃气锅炉烟气余热利用的途径及技术要点燃气锅炉排生的烟气中含有大量余热，目前的燃气锅炉都安装有烟气余热回收装置，但一般都是利用锅炉回水与烟气进行热交换，只回收了烟气中的部分显热。因燃气锅炉烟气中水蒸汽占比较大，且水蒸汽的汽化潜热较大，人们为了提高燃气的利用率，把目光投向了烟气冷凝潜热回收技术。本文通过对燃气锅炉烟气的特点进行分析，结合烟气余热回收装置的方式，明确烟气余热回收的技术思路，对锅炉房的节能降耗，降低运行成本提供一些参考。一、烟气组成及热能分析天然气与空气混合完全燃烧后产生的烟气中的主要成分是CO、■、SO、HO和未燃

2、烧的过量空气（与过量空气系数有关）。1Nri3天然气在过量空气系数为1.1时，燃烧所需实际空气量约为10.6m3,,烟气量约为12m3。1Nr3i天然气的低位热值32.6MJ,高位热值36.2MJ。燃烧后产生的烟气的始见下表：表1：燃烧每立方天然气产生烟气的温始表KJ/Nm3烟温oC180908070605550454030烟气显热31611580140512291053966878790702526烟气潜热401540154015401540153441256419511465815烟气中烟气温度变化所引起的热量转移为显热

3、，水蒸汽所含的汽化潜热为潜热，也就是水在发生相变时，所释放或吸收的热量。烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%左右，潜热可占天然气的低位发热量的10.97%左右。从此数据可以看由，潜热占排烟热损失的比重是很大的。而利用潜热，必须要把烟气温度降低到水蒸汽露点温度以下，使烟气中的水分由气态变为液态，从而释放烟气潜热，才能实现。二、烟气中水蒸汽露点温度的确定烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%之间，露点温度一般为54-60oC之间。如天然气中含有HS,烟气中还会有SQ。SQ会与烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的酸露点温度要比

4、水露点温度要高。所以会使烟气中水蒸汽露点提高。一般烟气中含量愈多，酸露点温度愈高。由于酸露点温度计算复杂且实际烟气组分变化较大，所以在实际应用中采用酸露点分析仪实测一定工况下的酸露点温度。一般烟气SQ含量在0.03%左右时，露点温度可按58-62oC左右估算。当烟气温度低于露点温度时，烟气中水蒸汽开始凝结，烟温低于露点温度愈大，水蒸汽的凝结率也愈大。凝结率愈大，潜热回收比例也愈大。所以为提高烟气余热回收效率，与烟气进行换热的冷媒温度低于露点温度多些，才能确实做到冷凝换热。按表1估算，烟气余热回收装置的由口烟温一般低于露点温度

5、20-30oC,才可使水蒸汽凝结率达到70-80%。三、烟气余热利用方式锅炉排生的烟气经过与冷媒的换热，实现烟气余热的回收。但烟气余热属于低位热能，所以它的利用方式就有一定的限制，首先冷媒温度足够低，其次冷媒循环量足够大，可吸收烟气大部分余热，且热量能被有效利用。下面，我们对几类余热换热及利用方式进行一些分析。1、烟气/供热系统回水。利用供热系统循环水与烟气进行热交换，把烟气余热直接进入供热系统的循环水，实现余热回收。但此种方式受到系统回水温度的限制，不可能使烟温降的更低。一般来说，供热系统的一次供回水设计温度为130/70

6、oC,实际运行系统回水也有55-60oC,所以烟气温度也只能降到70oC左右，它只能回收烟气中的显热。可回收烟气显热的50-60%左右，可提锅炉高热效率3-5%o2、烟气/冷空气。燃烧系统供风一般都取自室外，在燃气锅炉的燃烧机送风系统上加装空予器，使烟气与冷空气进行换热，可以提高送风温度，改善燃气燃烧工况，提高炉膛温度，对锅炉各受热面的传热是有利的。冷空气一般按室外平均计算温度（-5.3oC）估算。虽然冷空气的温度很低，但由于空气热容较小，且空气量受天然气燃烧理论空气量限制，它所能吸收的热量是有限的。如燃烧每立米天然气约需空

7、气9.6m3,空气的定压热容1.29KJ/m3.oC,把9.6m3空气温度提高到30oC左右，所需热量为404KJ。仅占烟气潜热的12%此种方式可与第一种方式结合应用，在锅炉回水冷却烟气后，使烟气温度降低到70oC左右，然后再利用冷空气与烟气换热，把烟气温度再降低到50oC左右。此种方式最为简单易行，只需安装烟气换热器，不需增加动力设备。是一种投资最小的组合方式。3、烟气/厂房供热系统回水。我们可把锅炉房厂房供热系统做成一个单独的系统，以烟气作为热源，通过换热装置与烟气进行换热，采用直供方式为厂房供热，系统供回水温度可为75

8、/50oC左右。烟气温度可降到50oC左右，但此种方式烟气中水蒸汽凝结率不高，潜热未被充分利用。但显热已大部被利用（约2/3）。此种方式的好处是节能效果明显直观，易于人们接受。不足之处是如锅炉房厂房供热系统较小，不能充分利用烟气余热。4、烟气/生活热水。生活热水的供水温度一般为40oC左右