燃氣鍋爐煙氣余熱回收技術(shù)與應(yīng)用
網(wǎng)址：www.jkqzj.cn 更新時間：2017-01-11 11:31 瀏覽次數(shù)：：174次
眾所周知，燃氣鍋爐與燃煤鍋爐的重要區(qū)別之一，就是天然氣經(jīng)過燃燒排放的煙氣中，水蒸汽容積成份約為15%-19%，而燃煤鍋爐僅為6 0}6。未經(jīng)節(jié)能改造的燃氣鍋爐，排煙溫度一般在160一250℃，煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。由于鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱量的熱能損失。因此，普通燃氣鍋爐熱效率一般只能達到87%一91%。而采用“冷凝型高效節(jié)能器”改造的燃氣鍋爐，能夠把排煙溫度降低到100℃左右(可降到50℃ )，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱。
但是，在一般運行工況下，這部分寶貴的顯熱/潛熱載體連同煙氣被排放掉。煙氣熱能，不僅用其中的氮氧化物污染環(huán)境.制造“溫室效應(yīng)”，而且造成能源浪費，運行成本提高，具有對生存環(huán)境和企業(yè)效益的雙重損害。
煙氣余熱，必須回收。
因為，1NM3天然氣燃燒生產(chǎn)理論煙氣量約10.3 N甜(大約12.5KG )。以過量空氣系數(shù)1.3為例，產(chǎn)生煙氣14 N耐(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(fā)熱量的10%。若取80%煙氣進人熱能回收裝置，可以提高熱能利用率8%以上，節(jié)省天然氣燃料近10%。
目前，多種形式的鍋爐煙氣余熱回收產(chǎn)品投降市場，包括熱管或翅片式熱管、板式或板殼式、針管、翅片管等等熱交換載體，用于煙氣余熱回收，根據(jù)產(chǎn)品的不同特點，其節(jié)能效果也不盡相同。燃氣鍋爐原理告訴我們，余熱回收的關(guān)鍵--一回收煙氣中的熱能，以提高鍋爐運行效率。包括回收煙氣中的部分顯熱和大量潛熱，使其分段冷凝從而釋放出所蘊含的熱能。市場上有“冷凝型燃氣鍋爐”.是節(jié)能技術(shù)在鍋爐制造中的應(yīng)用。它是在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上采用了冷凝式循環(huán)技術(shù)，稱為一體式冷凝型燃氣鍋爐。由于種種原因，目前生產(chǎn)量較少。另一種獲得燃氣鍋爐熱能回收的方法就是采用“冷凝法”回收煙氣熱能，為普通燃氣鍋爐的減排降耗提供了行之有效的解決方案。
為了節(jié)能減排，促使用戶將普通燃氣鍋爐更換為“一體式冷凝型燃氣鍋爐”，是沒有操作性的。節(jié)能減排和企業(yè)利益相一致，因此，對使用中的燃氣(油)鍋爐，采用易行的技術(shù)改造是符合社會和企業(yè)需要的最佳解決方案。
采用“冷凝法”回收煙氣余熱，就是將鍋爐改造成一臺“分體式冷凝型燃氣鍋爐”。它是由高效氣一水型煙道換熱器、風(fēng)量控制器，引風(fēng)機、保溫?zé)崴洹崴h(huán)管道泵、電磁閥和煙溫、水溫監(jiān)測顯示及電氣控制系統(tǒng)等單元構(gòu)成鍋爐煙氣熱能回收利用系統(tǒng)，即““冷凝型高效節(jié)能器”通過加裝“冷凝型高效節(jié)能器”。有效回收煙氣中的顯熱段、潛熱段以及過冷段各種形態(tài)熱能，實現(xiàn)了降低氮氧化物排放，減少能源消耗等多種目標。
.“冷凝型高效節(jié)能器”的核心技術(shù)是采用了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“三維針肋管”換熱部件。如圖所示:整體“三維針肋管”是在銅(不銹鋼)，基管的表面用機械方法加工出規(guī)則的針狀翅片，使其表面積增大近10倍，換熱效果提高約7倍;由于管周向翅片是“間斷”的，無論煙氣橫向，縱向沖刷管束。所有的針肋擴展表面都受到煙氣的橫向紊流沖刷并在針肋背面形成對稱的穩(wěn)態(tài)漩渦和回流區(qū)。熱邊界層被不斷的破壞和再形成.使整個熱邊界層減薄，從而大大減小了熱阻提高了換熱系數(shù)、可快速而有效地將煙氣中的熱t(yī)交換到管內(nèi)的軟水中，換熱工況極佳另外。由于‘“三維針肋管“是一種懸臂結(jié)構(gòu)，在氣流的沖擊作用下。針肋產(chǎn)生振動。使煙灰很難積結(jié).加上煙氣強烈的紊流沖刷.使此種換熱原件具有較強的自清灰能力。
傳統(tǒng)的“省煤器”余熱回收方式。存在較大的弊端。“冷凝型高效節(jié)能器”完全顛筱了“省煤器”的結(jié)構(gòu)形式和煙氣余熱回收方式:系統(tǒng)設(shè)置了獨立的調(diào)節(jié)保溫?zé)崴浜蜔崴h(huán)管道泵，換熱器水側(cè)運行壓力<0.2MPa，常壓運行當鍋爐啟動運行排煙溫度達到設(shè)定值后，換熱器中始終有軟水在強制循環(huán)流動不間斷地回收余熱，在鍋爐暫停補水時貯存熱量克服了傳統(tǒng)省煤器間歇回收.補水前后溫差大和易產(chǎn)生汽蝕和高壓的弊端。
·“冷凝型高效節(jié)能器”的應(yīng)用，改造工程不觸動鍋爐本體和任何附件，改造停爐時間極短只在鍋爐軟水箱出口安裝旁通閥門和在排煙口安裝換熱器或在煙道上加裝旁通煙道接口書要停爐外。則不再要求鍋爐停爐即可完成全部安裝項目。
2003年12月和2004年4月，重慶市南岸區(qū)環(huán)境監(jiān)測站對采用“冷凝型高效節(jié)能器”改造的燃氣蒸汽鍋爐，進行了改造前后排煙對比監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果:改造后煙塵排放濃度降低53%，二氧化硫排放濃度降低62.6%，節(jié)能率:}f.fi`Y}
2flflf年fi月.經(jīng)四川省科學(xué)技術(shù)信息研究所查新。做出如下查新結(jié)論:“國內(nèi)未見燃氣(燃油)鍋爐節(jié)能器采用三維針肋換熱管作為換熱原件?？捎脽煔庵苯蛹訜峁べ|(zhì)，常壓運行，只需一個換熱器就可完成所有工作的文獻報道。”
燃氣鍋爐改造工程實例:
重慶江南化工廠，臥式1t/h和6t/h燃氣鍋爐，改造前排煙溫度250℃左右，鍋爐平均進水溫度16℃，采用“冷凝型高效節(jié)能器”實施改造后，排煙溫度52℃, .鍋爐進水溫度fill以上。綜合節(jié)能率9.6%。
四川成都新都水玻璃廠'2t/h臥式燃氣蒸汽鍋爐。改造前排煙溫度250以上，鍋爐進水溫度16℃，采用“冷凝型高效節(jié)能器”實施改造后，排煙溫度100℃左右，鍋爐進水溫度50℃,綜合節(jié)能率7%。
四川成都地奧藥業(yè)鍋爐房改造工程(燃氣鍋爐4t/h二臺，2t/h一臺)，改造前平均排煙溫度200℃ ,鍋爐進水溫度10℃。采用‘·冷凝型高效節(jié)能器’‘實施改造后，排煙溫度I10℃,鍋爐進水溫度61℃，節(jié)能率8%以上。
天津富士達集團，在設(shè)計新建車間工藝供熱鍋爐時，“冷凝型高效節(jié)能器”作為鍋爐系統(tǒng)的輔機同時采購，安裝.直接得到“分體式冷凝型燃氣鍋爐’‘.而通過新建項目的環(huán)評審核。
綜上所述，燃氣鍋爐減排降耗的有效途徑，是采取高效換熱工藝，回收利用煙氣中的顯熱和冷凝得到的潛熱“冷凝型高效節(jié)能器“是將傳統(tǒng)燃氣鍋爐改造成“分體式冷凝型燃氣鍋爐”的有效手段經(jīng)過客戶安裝使用和主管部門依法檢測證明，“冷凝型高效節(jié)能器”具有煙氣余熱溫度全段熱f回收的良好作用，并有效降低氮氧化物的含量，使之符合煙氣排放的環(huán)保標準因此，“冷凝法”回收煙氣余熱，是燃氣鍋爐減排降耗的綠色途徑。
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