燃气锅炉烟气余热回收
燃气锅炉烟气余热深度回收技术研究

燃气锅炉烟气余热深度回收技术研究摘要:近年来随着社会经济的发展和新能源技术不断的提高,在生产生活上我国的能源利用方式已由过去的单一形式发展成为现在多种多样的形式,天然气作为绿色环保的燃料能源,受到社会各级的广泛推崇被广泛的开发和使用。
当前,燃气锅炉在使用过程中排放的烟气温度较高,如果能够有效回收烟气余热,降低烟气的排放温度,就能够大大提升燃气锅炉的供热效率,达到良好的节能减排的目的。
关键词:燃气锅炉;烟气余热深度;回收技术引言随着我国城镇化进程的不断推进,能源需求持续增长,能源供需矛盾也越来越突出,节能减排成为能源可持续发展的必由之路。
当前,我国能源需求结构不合理问题突出表现在能源利用消耗高、浪费大、污染严重,为有效缓解此问题,应加强能源的节约和合理使用,提高能源利用效率。
目前我国天然气资源储备量远远小于煤炭储量,且天然气相对煤炭价格较高,随着近些年以“煤改气”为代表的清洁供暖方式的推进,天然气的消耗量大大增加,因此,如何提高天然气的供热效率、降低氮氧化物排放,以实现高效地利用天然气供热,是当前亟待解决的问题。
天然气燃烧产生含有大量水蒸气的烟气,这些烟气中含有很高的热量未被利用而直接排入大气中,如果将这些排入大气中的热量回收,将排烟温度尽可能地降到最低,将大大提高天然气的利用效率。
1概述燃气锅炉技术诞生于二十世纪五十年代,是一种以天然气、煤气等可燃兴趣气体为主要原料运行并提供能源的锅炉,目前被广泛应用于发电行业、采暖行业和工业领域中。
经研究分析可知,燃气锅炉的排烟温度一般在200度至250度之间,这种高温度的烟气排放导致锅炉生产运行过程中产生大量的热量损失,如果能够将这部分热量加以回收和利用不但能够大大提升锅炉的运行效率还能从根本上促进绿色减排政策。
近年来,随着科技水平的不断提升,我国烟气余热回收技术也有了较大的改善,当前国内最主要的烟气余热回收技术包括两类,即利用换热器进行烟气余热回收的技术和利用热泵进行烟气余热回收的技术,本文对这两种烟气余热回收技术的特点和应用形式进行了总结,指出了当前燃气锅炉烟气余热回收过程中的关键性问题,为今后的探索和研究推广提供了一定的参考和借鉴。
燃气锅炉烟气余热利用的途径及技术要点

燃气锅炉烟气余热利用的途径及技术要点燃气锅炉排出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烟气中烟气温度变化所引起的热量转移为显热,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。
从此数据可以看出,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H2S,烟气中还会有SO X。
SO X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SO X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出口烟温一般低于露点温度20-30ºC,才可使水蒸汽凝结率达到70-80%。
燃气锅炉烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理技术研究

燃气锅炉烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理技术研究一、引言燃气锅炉是目前工业和民用领域广泛使用的一种热能转换设备。
在燃烧过程中,燃气锅炉产生的烟气中含有大量的热能,传统锅炉只能利用一部分烟气中的热能,而将另一部分烟气中的热能排放到大气中,造成能源浪费和环境污染。
为了提高燃气锅炉的能量利用效率和环保性能,烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理技术应运而生。
二、燃气锅炉烟气冷凝余热回收技术燃气锅炉烟气冷凝余热回收技术包括两个主要过程:烟气冷却和冷凝。
烟气冷却通过增加锅炉的换热面积和调整烟气进出温度差,将烟气的温度降低到冷凝点以下。
冷凝过程中,烟气中的水蒸气在冷凝器中与冷却介质接触,迅速转化为液态水,释放出大量的潜热。
冷凝后的液态水可以回收利用,而在冷凝过程中释放的热能可以用于供暖和生产过程中。
三、燃气锅炉低氮排放技术燃气锅炉的燃烧过程中会产生一定量的氮氧化物(NOx),这种气体对环境具有很高的污染性。
因此,降低燃气锅炉的氮氧化物排放是一个重要的问题。
低氮排放技术主要包括燃烧优化、SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction, 选择性非贵金属催化还原)和SCR(Selective Catalytic Reduction, 选择性催化还原)等方法。
燃气锅炉的燃烧优化主要是在燃烧控制系统中进行调整,通过优化燃烧过程中的空气燃料比、进气预热温度等参数,降低锅炉的燃烧温度和氮氧化物的生成量。
SNCR和SCR技术则主要是通过在燃烧过程中添加还原剂,将氮氧化物转化为无害物质。
SNCR是在燃烧过程中添加氨水或尿素等还原剂,通过与氮氧化物发生化学反应,将其还原为氨气和水。
SCR则是利用催化剂,将氨气与NOx反应生成氮和水。
四、烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理技术烟气冷凝余热回收与低氮排放技术可以进行协同处理,相互促进,进一步提高燃气锅炉的能量利用效率和环保性能。
首先,在烟气冷凝过程中,烟气中的水蒸气被冷凝为液态水,提供给低氮排放过程中的SNCR或SCR反应所需的还原剂。
燃气锅炉烟气余热回收技术浅析

燃气锅炉烟气余热回收技术浅析随着我国现代科学技术不断进步,社会发展中人们更加注重绿色环保及节能减排。
本文笔者通过对燃气锅炉烟气余热回收技术的研究,归纳了现阶段我国燃气锅炉烟气余热回收技术的优势与劣势,并总结出各种回收技术的适用范围。
在我国大部分地区,天然气已经逐渐取代煤,但我国大部分的天然气都来自外来出口,因此天然气使用效率的提升十分重要。
标签:燃气锅炉;烟气余热;回收技术;分析引言:在我国以往传统的燃气锅炉烟气余热回收技术中,热量的回收与利用并没有达到理想的状态,存在匹配问题,导致回收的热量不能直接利用。
为了满足我国新时期下绿色环保、节能减排的理念,进一步提高天然气的使用效率是重点,对燃气锅炉烟气余热回收技术的分析与提升是有价值的。
一、燃气锅炉烟气余热回收技术存在的问题第一,烟气对技术设备的污染损害较大,会影响技术设备的使用周期。
某些技术的运用中烟气会进入到热泵的发生器或者蒸发器中,会使得工质受到一定程度的污染,导致设备逐渐开始被腐蚀。
第二,热量回收后的利用问题没有进行良好的匹配,换热设备的合理有效使用温度有一定的约束,想要技术运用的更加高效经济,则温度的控制范围更加明确,而回收的余热温度不适用于这个范围。
某些技术中,进入到热泵蒸发器中的水的温度太高,热泵的最佳工作状况不能持续性的保持。
而一些煙气在进入到直接接触式的换热器中时温度降低缓慢,高温的烟气会导致水分的汽化蒸发。
二、燃气锅炉烟气余热回收技术(一)直接接触式换热器和燃气驱动吸收式热泵系统我国有关学者在实验中通过直接接触式换热器以及燃气驱动吸收式热泵的合理有机融合,在烟气余热回收的过程中良好的解决了全热回收的难题,但也存在着一定的缺陷,即直接接触式换热器中,若喷淋水与高温烟气产生了直接性的接触就容易导致水的蒸发和汽化,从而降低了整个换热的效率。
研究中发现,若要使得热泵运作达到最佳工况,则整个热泵机组蒸发器中,水的温度最好小于等于30℃。
供水温度的超线会使得其中冷凝的压力以及温度随之升高,水蒸气便不易在整个发生器中出现。
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析方案

燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析1、概述燃气锅炉作为主要的采暖设备,燃烧产生的烟气温度通常很高,这些烟气含有大量的显热和潜热,如果不经处理直接排放到大气中会造成能量浪费。
排烟温度越高,排烟热损失越大,一般排烟温度升高15~20 ℃,就会使排烟热损失增加1%,如果能将这部分热量回收利用起来,不仅节约能源,而且提高了锅炉热效率。
目前,烟气余热回收技术主要有两种:热泵式烟气余热回收技术和换热器式烟气余热回收技术。
热泵式烟气余热回收技术前期投资成本高,所需安装空间较大;换热器式烟气余热回收技术一般仅在锅炉尾部烟囱上加装烟气余热回收装置,但受被加热介质温度等方面的限制,处理后的低温烟气温度仍然较高,大部分水蒸气汽化潜热未被回收利用,造成能源浪费和环境污染。
由于天然气成分绝大部分为烃,燃气锅炉排烟中水蒸气的体积分数较高,烟气可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热所占份额相当大,若将烟气冷却到露点温度以下,并深度回收利用天然气燃烧时产生的水蒸气凝结时放出的大量潜热,可进一步提升燃气锅炉热效率。
2、冷凝热回收计算锅炉烟气显热的回收量主要体现在锅炉排烟的温降幅度,而潜热回收量主要体现在烟气中水蒸气的凝结量,即当排烟温度低于露点温度,有水蒸气凝结时,烟气的放热量应用烟气的焓差表示。
不同地区燃气成分不同,不同锅炉燃烧工况不同,所以燃烧产物即烟气的成分和状态各不相同,特别是烟气中水蒸气含量各异,使得烟气热回收潜力存在差异。
选取过量空气系数α=1.1,相应露点温度为 58.15℃的工况进行相关参数的计算。
根据供热系统实际运行工况,相对于锅炉本体排烟温度(一级余热回收装置进口烟温)为 110 ℃时,不同排烟温度下显热回收量、潜热回收量、水蒸气冷凝率以及锅炉热效率增量的计算结果。
由计算结果可知,排烟温度越低,水蒸气冷凝率越高,潜热和显热回收量也相应越高。
当排烟温度低于 60 ℃(接近烟气露点温度)时,回收总热量及锅炉热效率的变化值迅速增大,这主要是由于排烟温度低于露点温度,烟气中水蒸气的汽化潜热得以回收;当排烟温度继续降至40℃时,水蒸气冷凝率65% ,每燃烧 1 m3 天然气所回收的显热为 1 090 kJ,潜热为2650 kJ,锅炉热效率可提高10.17% 。
燃气锅炉房热泵烟气余热回收的应用

燃气锅炉房热泵烟气余热回收的应用1.1烟气余热回收经济技术前提大型燃气锅炉初始排烟温度在140℃以上,烟气余热回收的目的就是吸收能量,从而使烟气降温,由节能器将烟气温度降低,目标从140℃降至40℃,选用不同的节能器实现。
在降温区的高温区间:140℃至70℃,所有换热设备均能进行良好的换热。
此时间壁式换热,与吸收式热泵换热比较,换热效果相差不大,而间壁式换热价格低廉,存在经济优势,因此下文采用不同降溫区间进行对比:1.降温区间140℃至70℃区间,只考虑采用间壁式换热,无机热管式换热做为-级或二级节能器;2.而降温区间从70℃降至40℃,采用吸收式热泵。
1.2热泵烟气余热回收系统热泵烟气余热回收系统是-种可以将低温烟气余热转移到高温热水中的-整套设备,可将烟气温度降低至30℃甚至20℃以下,回收绝大部分冷凝热,从而使燃料的高位热值得以利用,能源效率最多提高15%。
热泵烟气余热回收系统可以制出80~90℃具有直接利用价值的热水,可以应用于各类使用天然气的场合,如大型燃气供暖锅炉、分布式能源、燃气电厂余热锅炉等等,排烟量规模越大,节能减排的效益越好。
1.3技术原理热泵烟气余热回收系统由吸收式热泵、接触式换热塔和循环水泵组成。
接触式换热塔负责将烟气中的余热转移至水中,吸收式热泵负责将循环水中的余热转移至高温热水中。
通过这两个步骤,烟气低温余热便可转移至高温热水中。
吸收式热泵是-种可以将低温热量转移至高温热源中的设备。
其原理为,以溴化锂浓溶液为吸收剂,水为蒸发剂,利用水在低压真空状态下低沸点沸腾的特性,提取低位余热源的热量,通过吸收剂回收热量并转换制取工艺性或采暖用的热水。
接触式换热塔是烟气与水换热的设备,换热塔中布满填料,循环水自上喷淋,烟气自下而上流动,烟气和水直接接触换热。
换热过程中,烟气的温度下降至30℃,热量转移至循环水中,成为吸收式热泵的余热源。
烟气中的水蒸气和酸性可溶物也同时混入循环水中。
浅论锅炉烟气余热回收的意义及技术措施
浅论锅炉烟气余热回收的意义及技术措施我国能源利用率较低,大部分企业产生的能量,尤其是热量被浪费。
锅炉烟气余热回收工作,就是把锅炉燃烧后释放出来的烟气余热和水蒸气进行回收再利用,进一步减少二氧化碳等碳氧化物的排放,从而实现节能减排的目的。
本文简述了锅炉烟气余热回收的意义及主要技术措施,并进一步分析了当前锅炉烟气余热回收的发展建议。
标签:锅炉烟气;余热回收;技术措施;发展建议一、烟气回收的意义(一)烟气回收提高了资源利用率改造过的燃气锅炉,其排烟温度降低,锅炉热效率得以提高,每年可节约燃气,减少氮氧化物排放。
简而言之,烟气余热回收工作,就是把锅炉燃烧后释放出来的烟气余热进行回收再利用,从而实现节能减排的目的。
锅炉排烟温度较多,通过烟气余热回收装置后,温度降低,这意味着中间所产生的热量已被回收利用。
说得简单一些,就是尽可能地“变废为宝”。
回收烟气余热,可以提高水温,换成热水,用于锅炉补水、取暖、洗浴等,达到降低排烟温度,节能减排降耗,提高锅炉热效率,节约能源的目的。
也可以换成热风,用于烘干,或者暖风,在生产线直接利用。
(二)烟气回收减少了污染物的排放烟气中往往含有大量的灰粉和粉尘,比如燃煤、生物质锅炉中,大量的粉尘随着烟气进入烟气余热回收装置,有时每立方米烟气中粉尘含量很高,甚至最高能达到200克,粉尘覆盖我们的余热回收装置后,导致我们的余热回收效率降低,烟气排出阻力加大。
燃气烟气余热是工业余热中的一种。
烟气余热回收,是提高余热资源利用率、挖掘节能潜能的一个新途径。
天然气的主要成分是甲烷(CH4),燃烧后排出的烟气中含有大量水蒸气,占排放烟气比例的18%。
燃气锅炉没改造前,大部分烟气被排放到空气中,水蒸气遇室外冷空气后凝结,随着烟气排放,形成“白烟”。
烟气回收技术减少了烟气中NOx、SO2等污染物排放。
二、技术措施为了利用燃气锅炉的烟气余热,国内外科研单位进行了研究。
目前,针对燃气锅炉烟气余热回收的技术,主要集中在采用加装冷凝换热器和空气预热器来降低排烟温度,并对余热加以利用。
燃气锅炉燃烧过程中余热回收利用研究
燃气锅炉燃烧过程中余热回收利用研究摘要:早期的燃气锅炉烟气余热回收装置利用烟气显热余热加热助燃空气或锅炉回水,烟气温度远高于露点温度。
烟气余热回收技术是在早期余热回收技术的基础上,利用高效的冷凝余热回收装置来吸收锅炉排出的高温烟气中的显热和水蒸气凝结所释放的潜热。
烟气余热回收型吸收式热泵机组,利用冷却水将排烟温度降低到接近环境温度,再通过吸收式热泵将冷却水的低温余热回收。
与传统冷凝式余热回收技术相比,该技术的适用范围广,实际热回收效率更高。
关键词:燃气锅炉;燃烧;余热回收利用引言中国能源结构正向清洁低碳方向转型,天然气用能设备迅速发展,提高燃气锅炉热效率日趋迫切,其中,利用锅炉排烟余热是最有效的途径之一。
锅炉排烟是锅炉工作中热损耗中的一个非常重要的损失,因此,可以通加强对烟气余热的回收利用率来提高对锅炉中能量的利用率,进而不断的提升锅炉中燃料的使用率,达到节约资源、提升经济效益的目的。
本文主要就燃气锅炉燃烧过程中余热回收利用进行了分析,对于提升天然气燃烧热值利用率、促进节能减排具有重要的实践意义。
1烟气余热回收利用概述天然气是人们日常生活和工业生产中重要的基础能源,为提高人民生活和促进工业发展作出了重要贡献。
随着人们生活水平的不断提升和城市的快速发展,人们越来越关注天然气燃烧中产生的能源消耗和污染排放问题。
甲烷是天然气的主要成分,燃烧产物中包含有约20%的水蒸气,其中蕴含有大量的热量,通过冷凝方式可以对水蒸气中的余热进行回收。
但就当前的情况而言,国内外很多供热锅炉为了防止排放的烟气对锅炉装置造成腐蚀问题,通常将排烟温度设置得相对较高,达到了200℃以上,远远高于烟气露点温度。
导致水蒸气中蕴含的能量直接排放到室外空气,造成了能源浪费现象,天然气燃烧热值使用率只有80%~90%。
在我国大力倡导节能减排的大环境下,涌现出了很多燃气锅炉燃烧过程余热回收技术,通过余热回收可以使得天然气燃烧热值使用率接近100%。
燃气锅炉烟气余热回收技术及应用
创新观察—392—燃气锅炉烟气余热回收技术及应用朱 军(阿斯创钛业(营口)有限公司,辽宁 营口 115013)前言20世纪50年代,一种以天然气、煤气等可燃性气体为能源的锅炉诞生,这就是最初代的燃气锅炉。
从20世纪50年代燃气锅炉出现到20世纪末21世纪初,人们在使用的过程中并未对锅炉排放的烟气余热加以利用,导致了大量的热量白白损失。
近年来,随着我国科技的发展,在对烟气余热利用技术上有了较大提高,目前主要使用冷凝式烟气余热回收技术进行烟气余热的回收利用。
下文就冷凝式烟气余热回收技术的特点及应用形式进行分析阐述,并就部分问题提出建议,以期为我国的节能减排事业贡献自己的一份力量。
1 燃气锅炉烟气余热回收的主要原理天然气为燃气锅炉的主要燃料,其主要成分是含有碳、氢两种元素的甲烷,因甲烷燃烧会生成水(水蒸气形态),因此燃气锅炉相比于其他燃料的锅炉,其烟气中含水量相对较高,燃气锅炉烟气成分如表1所示。
表1燃气锅炉烟气成分%水汽化是个吸热反应,因此甲烷燃烧生成的水蒸气中含有大量的热能,水蒸气所含热能大约占天然气热能的10%,燃气锅炉运行过程中热能损失最多的地方就是烟气,若不增加和提高烟气回收利用技术的研究开发与利用,将直接降低锅炉的热效率。
就天然气锅炉而言,露点温度一般在55℃~60℃,烟气余热回收利用的原理是利用水蒸气冷凝成水,释放出汽化时吸收的热量,再利用换热器或热泵对这部分热能进行利用,达到烟气余热回收利用的目的。
目前烟气余热主要应用于供暖企业的回水加热、锅炉补水预热等方面,图1为一种典型的烟气余热回收利用流程示意图。
图1 一种一种典型的烟气余热回收利用流程示意图2 冷凝式烟气余热回收技术我国的能源消耗量为全球第一,占比达23.2%,但能源的利用率却只有33%,远低于日本的57%,美国的51%,我国在十一五规划纲要中提出了节能减排,因此人们就对燃气锅炉排放烟气的余热进行了研究利用,在提升锅炉热效率的同时达到了节能减排的目的。
燃气锅炉烟气余热深度回收分析
燃气锅炉烟气余热深度回收分析摘要:随着国民经济飞速的发展,人们对能源需求也在日益的增加。
在日常的生活生产中都离不开能源,因此我们必须重视能源问题,现在能源的短缺日益的严重,供不应求,当前主要回收能源措施就是余热回收节能降耗。
本文主要分析燃气锅炉的烟气余热深度回收,以供借鉴参考。
关键词:燃气锅炉;烟气余热;回收利用前言:在煤气燃油锅炉中,应用到的烟气余热回收是一个专用的装置,一般安置在锅炉烟口或者是烟道里,烟气的余热回收装置周围管箱,中间的隔板将其两边通道进行隔开,烟气余热的回收装置在工作阶段,高温的烟气利用烟道对其热管有着向上力道的冲刷效果,在其阶段下造成了热管的大量吸热,使得烟气放热温度的降低,热管的吸收热量可以造成右端的空气或者是水受到热出现逆向冲刷的问题,因为热管的放热,使得空气或者是水大量的吸热,造成了温度大幅度的提升,在其状况下我们必须保证余热回收器的出口烟气温度等于或者是高出露点。
1烟气的特点分析天然气主要的成分是烃,燃气锅炉所排的烟中水蒸气占比较大,通过研究发现,燃气锅炉所排的烟气在能够利用的热能里,其中水蒸气的汽化潜热占据了很大的比例。
一般1立方米的天然气在燃烧之后能够释放出1.55千克的水蒸气,能够产出的汽化潜热大概是3700千焦/千克,在天然气低位发热中占比超过10%。
在传统的锅炉中,通常排烟温度处于160到250摄氏度之间,烟气里的水蒸气还是温度过高,不会变化成液态释放汽化潜热。
所以传统的天然气锅炉在理论上认为热效率大概为95%,通过冷凝式换热器能够降低烟气温度,使温度低于露点温度,则能够对烟气里的水蒸气凝结潜热进行回收,将低位发热量当作基准进行集散,则天然气锅炉的热效率能够达到甚至高于110%。
2烟气余热回收工作原理的分析导热率高热管是一种导热元件,该热管内部进行传热的方式关键为通过工作液体的气液相变,该热管的热阻较小,有较高的导热能力,有很好的经济性,可以较为容易的使冷、热流体进行完全逆流换热,以此来获取较为理想的对数温差,并且沿测阻力较小,大概为20到30帕,该系统较为简单,有很明显的节能效果。
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第6期
燃气锅炉烟气余热回收
张庭明
(新疆有色金属工业(集团)全鑫建设有限公司乌鲁木齐830013)
摘要本文探讨了燃气锅炉烟气余热回收。
关键词燃气锅炉烟气余热回收
2012年起,乌鲁木齐市在全市推行煤改气工程,将全市的燃煤锅炉改为燃气锅炉,新疆有色全鑫建设公司响应政府的号召,于2012年夏季安装了4台浙江特富锅炉厂生产的燃气锅炉,型号为SZS-1.25/ 150(130)/90(70)-Y.Q,热功率为14MW,该锅炉采用双锅筒纵置式设计,在尾部烟道增设了节能器和空气预热器来降低排烟温度,但由于节能器排管的密度不足,受热面的面积只有15.8m2,虽然在排管上布置了换热翼片,但换热效果仍然不佳,加之节能器内的循环水为一网的高温回水,在冬季运行时温度达到55℃,与烟气的传热温差较小,换热效果差,排烟温度达到130℃,大量的水蒸汽不能利用。
虽然燃气锅炉烟气排放的污染物指标都达到了环保部门的要求,但白雾升腾,也形成了一种视觉污染。
另外尾部烟道的受热面和烟室均采用普通碳钢材料,在尾部高温烟气和蒸气的侵蚀下锈蚀严重,严重的污染了冷凝水,使冷凝水发黄,锈蚀的杂物经常堵塞冷凝水排污口,影响锅炉正常运行,
根据以上情况,全鑫公司专门成立技改小组,技改目标:一是降低排烟温度,使排烟温度降低到40℃以下;二是将烟气冷凝水回收再利用。
首先我们对几种烟气回收设施进行了考察,由于我公司受场地和资金的限制,不能采用那种“高、大、上”的烟气回收设备,只能因地制宜,在尾部烟道采用了三级换热,按烟气热能梯级利用的原理,首先第一级,仍然保留原来的节能器,但节能器改用不绣钢材质,受热面采用光管式,不设换热翼片,减少了烟气阻力。
在第二级采用浙江大学最新研制的冷凝器,该冷凝器体积小,换热面积大,达到1500㎡,换热效果好,最关键的是将节能器和冷凝器内的一网高温循环水,改为附近新建高层小区的低温地暖回水,该回水温度为25℃,经过第一级节能器和第二级冷凝器的梯级加热后,温度可以达到42℃,完全可以满足地暖用户的需求。
而高温烟气经过一、二级换热后,在冷凝器出口处的烟气温度已降至55℃,再经过第三级空气预热器的换热,排烟温度彻底降至
37℃以下,完全达到了市政府要求的排烟温度。
为了达到冷凝水回收的目的,选用的节能器、冷凝器、空气预热器采用全不锈钢材料制作,而且所有烟道内壁均铺设了不锈钢衬板,保证了冷凝水不被污染,在冷凝水出口处设计了U型水封,防止烟气泄漏,在地下室设置了一个30m3的冷凝水回收水箱,使冷凝水能够顺着冷凝水回收管自然汇集到水箱。
以上工艺设计完成后,2015年先在4号锅炉上单独安装进行实验,节能器与冷凝器的循环水采用高层住宅高区地暖回水,该区域面积有4万余平方米,循环水流量为170m3/s。
我们将回水温度降至25℃后开始启动测试,负荷由低到高共测试了8h,循环回水温度升至32℃,出水温度最高达到42℃,而排烟温度始终低于38℃,完全达到了设计要求,经过测算,锅炉整体效率提高了7%左右。
8h运行共回收冷凝水10m3,水质清澈无杂质,经化验硬度为0.03,pH 值为6,显弱酸性,经过加碱中和处理后,便可以作为二网的补水使用。
测试成功后,2016年夏季我们将其余三台锅炉均安装了以上的烟气余热回收设备,将低区2万余平方米的地暖系统接至1#、2#锅炉冷凝器,将高区4万余平方米接入3#、4#锅炉冷凝器。
这样在初冬两台锅炉运行时,低区锅炉保证70%的负荷,高区90%就可以满足该小区的供暖需求。
进入深冬后低区锅炉负荷升至90%,高区两台锅炉同时运行,同样也能满足,完全不需要再启动换热设备。
此烟气余热回收方法占地少、投资小,在基本不增加运行成本的情况下,就解决了6万平方米的供暖需求,可节约天然气70余万方/a。
收稿:2017-05-18
DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2017.06.037新疆有色金属
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