冷凝餘熱回收鍋爐

概況

※ 結構與普通蒸汽鍋爐不同，增設了冷凝換熱器和空氣預熱器。

※ 燃燒機採用了分體式燃燒機，並用空預器加熱了燃燒用空氣 。

※ 冷凝換熱器用不鏽鋼鰭片管，增強了傳熱。

※ 真空熱管式空氣預熱器。

※ 選配優質進口低NOX燃燒機，燃燒充分，屬於環保產品 。

※ 鍋爐採用先進的觸控螢幕電腦控制器和數碼電腦控器全自動控制。

※ 具有對汽溫汽壓自動調節、自動點火,並有缺水、超壓、熄火保護。

※ 鍋爐製造規範，嚴格按國家有關標準製造。

※ 整體快裝出廠，外形美觀，色澤明快。

冷凝餘熱回收鍋爐熱效率分析

燃料中含有大量氫元素，燃燒產生大量水蒸汽。每1NM3天然氣燃燒後可以產生1.55KG水蒸汽，具有可觀的汽化潛熱，大約為3700KJ，占天然氣的低位發熱量的10%左右。在排煙溫度較高時，水蒸汽不能冷凝放出熱量，隨煙氣排放，熱量被浪費。同時，高溫煙氣也帶走大量顯熱，一起形成較大的排煙損失。

煙氣冷凝餘熱回收裝置，利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣，實現煙氣溫度降低，靠近換熱面區域，煙氣中水蒸汽冷凝，同時實現煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結潛熱釋放，而換熱器內的水或空氣吸熱而被加熱，實現熱能回收，提高鍋爐熱效率。

鍋爐熱效率提高：1NM3天然氣燃燒生產理論煙氣量約10.3 NM3（大約12.5KG）。以過量空氣係數1.3為例，產生煙氣14 NM3（大約16.6KG）。取煙氣溫度200℃降低至70℃，放出物理顯熱約1600KJ，水蒸汽冷凝率取50%，放出汽化潛熱約1850 KJ，總計放熱3450 KJ，約是天然氣低位發熱量的10%。若取80%煙氣進入熱能回收裝置，可以提高熱能利用率8%以上，節省天然氣燃料近10%。

傳統鍋爐中，排煙溫度一般在160～250℃，煙氣中的水蒸汽仍處於過熱狀態，不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發熱值計算所得，未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱量的熱損失。因此傳統鍋爐熱效率一般只能達到87%～91%。而冷凝式餘熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到50～70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱。

以天然氣為燃料的冷凝餘熱回收鍋爐煙氣中水蒸汽容積成分一般為15%~19%，燃油鍋爐煙氣中水蒸汽含量為10%~12%，遠高於燃煤鍋爐產生的煙氣中6%以下的水蒸汽含量。目前鍋爐熱效率均以低位發熱量計算，儘管名義上熱效率較高，但由於天然氣高、低位發熱量值相差10%左右，實際能源利用率尚待提高。為了充分利用能源，降低排煙溫度，回收煙氣的物理熱能，當換熱器壁面溫度低於煙氣的露點溫度時，煙氣中的水蒸汽將被冷凝，釋放潛熱，10%的高低位發熱量差就能被有效利用。

冷凝式鍋爐的設計思想及原理

排煙溫度是鍋爐的基本設計參數之一。設計鍋爐時首先要對該參數進行選定。

鍋爐排煙溫度直接影響到鍋爐機組的經濟性和尾部受熱面工作的安全性。選擇較低的排煙溫度可以降低鍋爐的排煙熱損失，有利於提高鍋爐的熱效率，節約能源及降低鍋爐的運行費用。因此，如何有效地降低鍋爐的排煙溫度並使之合理利用，是一個重大的技術性課題，斯大公司引進韓國技術研發的冷凝式餘熱回收鍋爐，其降低排煙溫度是通過以下方法來實現：

（1）、通過增加鍋爐本體的對流受熱面的換熱面積或採用提高對流換熱係數的方法，降低排煙溫度；

（2）、在尾部煙道增設高效的鰭片式冷凝換熱器和熱管式空氣預熱器。

上述方法在實際套用中有效地回收排煙中顯熱與汽化潛熱。

冷凝式鍋爐的顯形優勢

（1） 使用了熱管式空氣預熱器、鰭片式冷凝換熱器，有效地降低了排煙溫度。

（2） 使用了分體式燃燒機，對燃料燃燒所需的空氣進行預熱，使燃料充分燃燒及提高爐膛溫度。

（3） 冷凝節能裝置為了防止排煙凝結水的酸性腐蝕，使用進口不鏽鋼材質製作的螺紋管，它與直管相比，導熱性能比直管高2倍以上。

（4）煙氣的有害氣體得到有效的控制，並隨冷凝液流入中和池。

綜上所述，冷凝式鍋爐，是傳熱學、物理學、燃燒學、材料等科學的結晶。它以絕對的經濟性傲視傳統鍋爐。冷凝式鍋爐的推廣，是一場思維的閃耀與觀念的變革，同時，必將會推動熱工領域的發展。

熱管式空氣預熱器的特點

1、熱管比銅鋁管的熱傳導性能高出500-1000倍，用熱管制成的空氣預熱器比傳統的管殼式空氣預熱器尺寸、重量都小2/3，可在鍋爐的正面組裝設定，占用的空間很少。

2、管表面附著有熱傳導性極好的放射狀鋁片，在小體積的狀況下獲得較大的傳熱面積。

3、熱管的蒸發部和凝結部溫度均勻，熱脹冷縮量很小，可以說它是一種長壽命裝置。

冷凝餘熱回收節能裝置的特長

1、本節能裝置為了防止排煙結露的酸性腐蝕和供應無銹清潔熱水，用不鏽鋼螺旋鰭片管來製成。

2、與直管相比，使用了傳熱性能高出2倍以上的螺旋鰭片管，大小與重量減少到1/2。耐腐蝕的不鏽鋼材質延長了其使用壽命。

3、本裝置可組裝在鍋爐上部，縮小占有空間，生成在傳熱面上的凝結水亦可自然排出。

冷凝餘熱回收節能裝置原理圖

在排煙通路中，設定冷凝餘熱回收熱交換器，煙氣在通路內通過傳熱面，溫度降至露點溫度以下，含在排煙中的水蒸汽凝結潛熱將冷水或溫水加熱，這就叫餘熱回收節能裝置（又稱冷凝換熱器）。

在流程中看到的冷凝節能裝置在尾部煙道中串聯布置（前後布置），將煙氣中的水蒸汽冷凝下來，結露後吸收煙氣中的部分CO2和NOX，潔淨了煙氣，起到環保作用。

冷凝水經引導管排放到中和池中，與中和池中的鹼性石灰水中和。