冷凝式鍋爐的原理及應(yīng)用

1、冷凝式鍋爐的原理及應(yīng)用新型冷凝式燃氣鍋爐季衛(wèi)江蘇天和冷暖設(shè)備工程技術(shù)有限公司I摘要冷凝式鍋爐的應(yīng)用可以實現(xiàn)突 出節(jié)能效果，它的年度使用熱效率比現(xiàn)有的高效 鍋爐（低溫供暖鍋爐）高出15%,比過去的傳 統(tǒng)鍋爐高40%o冷凝的目的是為了回收鍋爐煙 氣中水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時相變過程中的潛能 （熱能）。因此，冷凝鍋爐的煙氣排放溫度很低, 可以達到很好的節(jié)能效果和十分明顯的低污染排放。在NOx （氮氧化物導(dǎo)致酸雨，破壞大氣 層）的排放方面比低溫供暖鍋爐降低了 1/3,比 過去的傳統(tǒng)鍋爐降低了 90% o此外，CO2 （二氧 化碳溫室效應(yīng)，使全球升溫）的排放降低15%o關(guān)鍵詞冷凝鍋爐熱效率原理應(yīng)用一.概況隨

2、著經(jīng)濟的快速發(fā) 展，人類對能源需求的 增加以及人們在環(huán)境保 護方面意識的加強，能 源和環(huán)保是我們越來越 關(guān)心的問題。在鍋爐的 節(jié)能與環(huán)保技術(shù)方面，歐洲在上世紀(jì)70年代就開始開發(fā)、應(yīng)用高效的冷凝式鍋爐。目前歐洲的冷凝式鍋爐技術(shù)已發(fā)圖1冷凝鍋爐展到熱效率可高達109%,而煙氣排放的氮氧化合物達到NO” V35mg/kwh的超 低污染排放，比國內(nèi)傳統(tǒng)鍋爐節(jié)能30%40%,污染排放降低了 90%,鍋爐重量 減輕了 2/3,體積減少了 1/2。歐洲現(xiàn)己全面推廣使用冷凝鍋爐，并有多個國家 開始限制非冷凝式鍋爐的使用。二.冷凝鍋爐的原理以天然氣燃氣冷凝式鍋爐為例，天然氣的可燃成份主要是甲烷CH-,燃燒時 它

3、與空氣中氧分子及氮分子結(jié)合。ch4 +2 (02+4N2)C02+2H20+8N2 燃燒產(chǎn)物（煙氣）1天然J空氣之 缶 二氧化碳、水蒸氣、氮氣 丨f王如果水蒸氣冷凝，可產(chǎn)生氣（主要是氧氣執(zhí)昌9W煙氣，如果水蒸氣不處、重冷凝，可產(chǎn)生11W煙氣。和氮氣）(1M3(10M3 氣熱值氣體）體）根據(jù)以上可以看出，燃燒所產(chǎn)生的熱值有兩種數(shù)值，分別把它們稱作低位熱 值PCI和高位熱值PCS。即：低位熱值PCI =燃料燃燒后釋放的熱值，假定燃燒產(chǎn)物中含有的水處于水蒸氣狀 態(tài)；高位熱值PCS =燃料燃燒后釋放的熱值，假定燃燒產(chǎn)物中含有的水處于冷凝狀 態(tài)O鍋爐的熱效率也就具有二種數(shù)值，取決于它是以低熱值（PCI）

4、和高熱值（PCS）o這兩種熱值的差值由于燃料的不同而不同。PCI話的比率天然氣液化氣燃油煤炭0. 900. 920. 930. 95 至 0. 98不同燃料低熱值與高熱值的關(guān)系表1可以看出，對于天然氣而言，PCI/PCS的比值較大。這也正是用天然氣作為燃料時，冷凝技術(shù)應(yīng)用的必要性。鍋爐的熱效率是鍋爐的重要性能指標(biāo)，是選擇鍋爐的主要考慮參數(shù)之一。熱效率是鍋爐輸出的有效熱量與其消耗的能量之比，位消耗的能量可用兩種不同的方式來表 示，即高熱值能量kwhPCS和低位熱值能量 kwhPCI。所以對于一臺鍋爐采用不同的 能量消耗計算方式便可得到兩種不同的熱效率。在我國計算鍋爐的熱效率是以低位熱值 PCI計

5、算，與歐洲相同，而美國等一些國家則采用高位熱值PCS計算。對于天然氣而言， 鍋爐的高位熱值效率 RPCS0.9RPCI低位熱值效率。我們通常所見的鍋爐，如果熱效率為 90%的話，若按高位熱值計算，熱效率就應(yīng)該是81%。對于一臺天然氣燃氣鍋爐， 如果鍋爐的有效輸出功率為 90kwh，效率為 90% 的話，那么這臺鍋爐就有 10kwh 顯熱損失。這部分顯熱是通過煙氣被排出以及 通過鍋爐的殼體對外散失。但是如果以高位熱值來計算的話，鍋爐還有11kw h的汽化潛熱沒有被利用，而是以煙氣中的水蒸氣形式被排出室外了。RPCS 0.9RPCI RPC=I RPC S/0.9=111% 那么，如果以低位熱值效

6、率方式表示按高位熱值計算的話，天然氣燃氣 鍋爐的最高效率為 111%。冷凝鍋爐，就是把傳統(tǒng)鍋爐中隨煙氣被排出的熱量予以回收，讓煙氣在低于 露點的溫度中冷卻，一部分水蒸氣在冷凝中釋放汽化潛熱，同時鍋爐也吸收一 部分煙氣中的顯熱。三不同鍋爐的比較1普通鍋爐我們可以通過以下看出不同的鍋爐它們的熱效率及能源利用狀況：如果以一臺輸出功率為 1400kw h， 熱效率為 90%的普通熱水鍋爐來計 算，有 10%即 155.6kwh 的顯能損耗 和 11%既 171.1 的潛能損耗。若采用 冷凝式鍋爐的話，可最高獲得 19%的 熱量，即 295.6kw h。圖 2 普通鍋爐的熱損失2低溫供暖鍋爐如果以一臺輸

7、出功率為 1400kwh，熱效 率為 93%的低溫供暖熱水鍋爐來計算， 有 7%即 105.4kwh 的顯 能損耗和 11%既 165.6 的潛能損耗。 若采用冷凝式鍋爐的話，可最高獲 得 16%的熱量，即 240.9kw h。3 低溫供暖鍋爐的熱損失3冷凝鍋爐0. 5%爐體輻射損失， 1%煙氣顯熱 損失， 0.5%未回收的水蒸氣的潛熱 損 失， 最高可以獲得有效 熱效 率 109%。圖4 冷凝鍋爐的熱損失四冷凝鍋爐的特點歐洲新型冷凝式燃氣鍋爐年度運行熱效率比普通鍋爐提高30%- 40% ，比低溫圖 5 冷凝鍋爐燃燒器供暖鍋爐提高 10%-15 %，已達到歐洲最高能效標(biāo)準(zhǔn) *CE 四星級標(biāo)準(zhǔn)，熱效率 高達 109%，氮氧化 合物的排放 NOx9602.6L。結(jié)論，該板式換熱器的加熱功率能夠保證 2 小時用水高峰的耗熱量及 10分 鐘的高峰流量。熱水罐的最小體積為 4M3用 4 小時加熱 23760L 熱水，所需功率為： P 345KW360KW 。 所以系統(tǒng)所需要的供熱功率可選為 360KW ，可以選擇的冷凝鍋爐：1、 采用落地式冷凝鍋爐 C310 Eco，最大功率為 353KW