锅炉烟气余热回收工程研究分析

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1、锅炉烟气余热回收工程研究分析　　摘要：本方案主要采用冷凝回收装置将锅炉所排放的烟气余热进行回收再利用。排放烟气中的余热将冷凝装置中的循环水予以加热，加热后的循环水作为纯水反渗透系统的原水，以提高反渗透系统的进水温度，减少纯水反渗透系统加热到所需水温所消耗的天然气的量，节约了天然气资源的使用，创造了经济效益。同时，所产生的冷凝水吸收烟气中的污染物，减少了氮氧化物和二氧化碳的排放量，创造了环境效益。　　关键字：冷凝回收装置、烟气余热、天然气　　1.前言：　　燃气锅炉的冷凝回收装置发源于欧洲。德国、荷兰、英国、奥地利等国家于上世纪70年代，开发家用冷凝式锅炉，到80年代末期到

2、90年代初期，韩国率先将冷凝式锅炉应用在大中型工业锅炉上，冷凝式锅炉除了具有传统锅炉的共性之外，更是制热机理的大胆革命与突破。在一些能源利用率较高的欧美国家，燃气冷凝式余热回收的热水锅炉其热效率高达103%以上，此外在烟气中的CO2和NOX等有害成份也大大降低，这对环保来说是非常有利的。在欧美等国，由于政府鼓励使用冷凝锅炉，所以需求量不断增加，冷凝锅炉的使用率瑞士60%，荷兰50%，德国20%，奥地利(20%)，英国(15%)。　　而我国锅炉冷凝回收装置的使用才刚刚起步，目前，我国政府大力倡导清洁生产节能减排政策，烟气冷凝回收装置作为燃气锅炉最为有效的节能减排手段，可以

3、为用户节约燃料，同时减少污染物排放，为我国建设和谐的节约型社会做出贡献。　　锅炉供暖不仅应用于生活设施，也适用于企业生产，比如印刷电路板制造行业对水质要求高，生产过程中需要使用大量的高纯水，高纯水的制作核心系统是反渗透系统，反渗透膜的透水性能受水温影响较大，膜孔会随水温的变化而扩大或缩小。冬季膜孔收缩，出水量降低，为保证生产需要对反渗透系统原水进行加热，需要消耗大量天然气，大大提高了制水成本。采用锅炉烟气余热回收装置将锅炉排放烟气中的潜热和显热加以回收，用于加热纯水制作反渗透系统中的原水，以提高反渗透系统进水温度，减少供暖所需热量，节约天然气使用量，降低生产制作纯水成本

4、。　　2.冷凝装置回收锅炉烟气余热原理：　　天然气燃烧排放热量分析：烟气的排放所带出的热量主要有烟气排放所带的显热和水蒸气过热所带的潜热。天然气主要成分为烷烃类有机化合物，含在天然气中的氢(H)在锅炉内部燃烧时与氧结合成水。生成的水从燃烧时产生的热量(高位发热量)中吸收约10%的气化热而变成水蒸汽，称为潜热，与排出的烟气一道排出。其中烟气排放所携带的显热约带走天然气所产热量的10％左右。　　利用高效的冷凝换热器来吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，从而达到提高锅炉热效率的目的。冷凝装置安装在锅炉的烟道的竖直烟管上，冷凝器采用折流式不锈钢铝翅片，吸收排放烟气

5、中所携带的热量，将此热能传到其内部的循环水中，将水加热。同时，经过冷凝后的过热水蒸气会被冷却为冷凝水，可以使烟气中的CO2、NOX溶解，以减少有害气体的排放。　　热效率：是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数。由于一般锅炉的燃料在燃烧后排烟温度还相当高，烟气中的水蒸气不可能凝结下来。因此，工程计算中通常采用低位发热量作为计算依据。即燃气的高位发热量-汽化热(潜热)=低位发热量　　低位发热量（PCI）：是指标准状态下1m3天然气完全燃烧后放出全部热量中扣除水蒸气的气化潜热后所得到的热量。　　高位发热量（PCS）：是指标准状态下1m3天然气完全燃烧后冷却至原始基准温度时

6、放出的全部热量，其中包括燃烧产物中水蒸气冷却凝结放出的气化潜热。　　总结：由上述示意图可以看出，理论上，安装冷凝回收系统后锅炉的燃烧效率可以由原来的90％提高到104％，热效率可以提高14％，可以节约天然气的使用量10％左右。　　3.余热回收应用于纯水制作系统经济效益：　　纯水制作反渗透系统，反渗透膜的工作温度一般以20～30℃为宜，水温在15～30℃内，水温每提高1℃，透水量约增加3%。冬季水温较低，天津地区冬季水温最低可达2℃左右，当水温很低时，膜孔回收缩，透水率明显下降，以设计产水量为20m3/h的反渗透系统为例，水温在20℃时产水20m3/h，当水温降至2℃时，

7、产水量仅为12m3/h左右，不能满足生产需求，且因水温过低，反渗透系统承受压力较大，严重影响反渗透系统的使用寿命。因此，需要对反渗透系统的原水进行加热，以保证出水满足生产需求。因反渗透膜会逐渐被水中的污染物所污染，导致产生率逐渐下降，为了保证反渗透系统产水达到20m3/h，往往需要将水温提高到30℃，如此，每天需要消耗大量的热量。　　在采暖系统中，冷凝器的进出水管与纯水系统的原水罐连接成一个旁通回路，形成一个与锅炉冷凝回收装置连通的闭合回路。两台冷凝回收装置工程改造总投资为16万元，加装冷凝回收装置后年可节约燃气资金约10％，07年公司使