WNS燃?xì)饫淠秸羝榻B講解

1、1、燃?xì)饫淠秸羝仩t概述傳統(tǒng)燃?xì)猓ㄓ停╁仩t熱效率一般只能達(dá)到85%92%,排煙溫度一般 140250C，使得燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的水（例如天然氣：CH +2O 一CO +2H Of）在煙4222氣中處于過熱狀態(tài)的水蒸汽，隨煙氣從煙囪中流失。而冷凝燃?xì)忮仩t，利用水蒸汽凝結(jié)成液態(tài)水過程整 釋放大量汽化潛熱的原 理，通過增設(shè)煙氣余熱回 收裝置把排煙溫度降低到 5070C，充分回收了煙氣 中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié) 潛熱，熱效率理論值最高 可達(dá)109%。一般來說，熱效率100%以上的鍋爐在常識(shí)上雖然難以理解，但如果將煙氣 中的水蒸汽凝結(jié)潛熱利用起來，并且排煙溫度降低得足夠低，排煙損失很低的 情況下，鍋爐的熱效

2、率會(huì)提高到100%，甚至超過100%。冷凝式鍋爐發(fā)軔于歐洲。德國(guó)、荷蘭、英國(guó)、奧地利等國(guó)家于上世紀(jì)70年 代，開發(fā)家用冷凝式鍋爐，到80年代末期90年代初期，荷蘭率先將冷凝式鍋 爐應(yīng)用在大中型工業(yè)鍋爐上，冷凝式鍋爐除了具有傳統(tǒng)鍋爐的共性之外，更是 制熱機(jī)理的大膽革命與突破。在一些能源利用率較高的歐美國(guó)家，燃?xì)饫淠?余熱回收的熱水鍋爐其熱效率高達(dá)103%以上，此外在煙氣中的CO2和NOx等有 害成份也大大降低，這對(duì)環(huán)保來說是非常有利的。冷凝式鍋爐可以回收排煙中的水蒸汽凝結(jié)潛熱，還可以降低煙氣中的有害 氣體，所以它很快確立了其在暖通領(lǐng)域中的地位，歐洲國(guó)家對(duì)冷凝鍋爐的認(rèn)知 普及及政策的傾斜，使得冷

3、凝鍋爐的應(yīng)用極為廣泛。而在中國(guó)，冷凝鍋爐還是 空白，人們對(duì)冷凝鍋爐的認(rèn)識(shí)不足是一重要原囡，另一原因就是生產(chǎn)廠家對(duì)冷 凝鍋爐的推廣和研發(fā)不力。浙江特富鍋爐作為國(guó)內(nèi)專業(yè)燃油、氣鍋爐第一品牌，多年來始終至力于將 國(guó)外的先進(jìn)鍋爐技術(shù)與中國(guó)鍋爐的現(xiàn)狀相結(jié)合，走一條綠色節(jié)能環(huán)保的民族路 線。依靠強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，以及30年來工業(yè)鍋爐制造經(jīng)驗(yàn)，先后研發(fā)出冷 凝無壓熱水鍋爐、冷凝余熱回收鍋爐、冷凝常壓熱水鍋爐、冷凝承壓熱水鍋 爐，并將國(guó)外先進(jìn)的能源利用理念引入中國(guó)，特別在冷凝鍋爐的推廣上做了大 量的工作，走在了中國(guó)節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域的最前列。1992年，浙江特富制造國(guó)內(nèi)第一臺(tái)噴淋式冷凝鍋爐，日96%熱效率創(chuàng)造當(dāng)時(shí)

4、 國(guó)內(nèi)最佳紀(jì)錄，該鍋爐目前仍在杭州天星龍大廈正常運(yùn)行，該系統(tǒng)目前仍處于 國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。1997年，國(guó)內(nèi)首臺(tái)間壁式余熱回收冷凝鍋爐由我公司研發(fā)成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi) 冷凝鍋爐領(lǐng)域的又一項(xiàng)空白。2004年國(guó)內(nèi)第一臺(tái)ND鋼鰭片管式冷凝器在浙江特富投產(chǎn)，開創(chuàng)了國(guó)內(nèi)冷凝 鍋爐新革命。2005年浙江特富冷凝鍋爐大規(guī)模市場(chǎng)推廣開來，貴陽(yáng)老干媽、福建閩中食 品、井岡山卷煙廠、浙江大學(xué)、正大集團(tuán)農(nóng)牧分公司、正大集團(tuán)大福飼料、成 都鐵路局、民生制藥、江西北洋食品添加劑等大批國(guó)內(nèi)知名企業(yè)均選用了浙江 特富一一國(guó)內(nèi)燃油、氣第一民族品牌，浙江特富冷凝鍋爐國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過 70%。2008年浙江特富與德國(guó)博世一布德魯斯鍋爐戰(zhàn)

5、略性合作啟動(dòng)，共同完善冷凝 鍋爐系列產(chǎn)品。2010年浙江特富冷凝鍋爐冷凝鍋爐系列產(chǎn)品市場(chǎng)占有率逐年提升。燃料中含有大量氫元素，燃燒產(chǎn)生大量水蒸汽。每1 Nms天然氣燃燒后可以 產(chǎn)生1.71kg水蒸汽，具有可觀的汽化潛熱，大約為4000kJ，占天然氣的低位發(fā) 熱量的10%左右。在排煙溫度較高時(shí)，水蒸汽不能冷凝放出熱量，隨煙氣排放， 熱量被浪費(fèi)。同時(shí)，高溫?zé)煔庖矌ё叽罅匡@熱，一起形成較大的排煙損失。煙氣冷凝余熱回收裝置，利用溫度較低的鍋爐補(bǔ)給水或熱媒水冷卻煙氣， 實(shí)現(xiàn)煙氣溫度的降低，靠近換熱面區(qū)域，煙氣中水蒸汽冷凝，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣顯 熱釋放和水蒸汽凝結(jié)潛熱釋放，同時(shí)換熱器內(nèi)的低溫補(bǔ)給水或熱媒水吸熱而

6、被 加熱，實(shí)現(xiàn)熱能回收，提高鍋爐熱效率。鍋爐熱效率的提高：1Nm3天然氣燃燒產(chǎn)生理論煙氣量約10.56Nm3（大約 13.0kg）。以過量空氣系數(shù)1.1為例，產(chǎn)生煙氣11.52Nm3 （大約14.3kg）。取煙氣 溫度155C降低至54C，放出物理顯熱約1610kJ，水蒸汽冷凝率取23%，放出汽 化潛熱約938 kJ，總計(jì)放熱2548 kJ，約是天然氣低位發(fā)熱量的7.2%。若全部煙 氣進(jìn)入冷凝回收裝置，可以提高熱能利用率7.2%以上，節(jié)省天然氣燃料近10%。傳統(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在150250C，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。眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料

7、 低位發(fā)熱值計(jì)算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱量的熱損失。因此傳 統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能達(dá)到88%92%，即使按最新的國(guó)家強(qiáng)制性節(jié)能規(guī)范（TSG G0002-2010鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程）的要求（鍋爐排煙溫度W170C） 加裝節(jié)能器后，鍋爐排煙溫度仍有150C左右。而冷凝式余熱回收鍋爐，它能把 排煙溫度降低到5070C，充分回收了煙氣中的顯熱和煙氣中水蒸汽的凝結(jié)潛 熱。以天然氣為燃料的冷凝余熱回收鍋爐煙氣中水蒸汽容積份額一般為18% 19%，燃油鍋爐煙氣中水蒸汽含量為12%13%，遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐產(chǎn)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(fā)熱量計(jì)算，盡管名義上熱效率 較高

8、，但由于天然氣高、低位發(fā)熱量值相差10%左右，實(shí)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(dāng)換熱器壁面 溫度低于煙氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，煙氣中的水蒸汽將被冷凝，釋放潛熱，10%的高低 位發(fā)熱量差就能被有效利用。3、冷凝式鍋爐的設(shè)計(jì)思想及原理排煙溫度是鍋爐的基本設(shè)計(jì)參數(shù)之一。設(shè)計(jì)鍋爐時(shí)首先要對(duì)該參數(shù)進(jìn)行選 定。鍋爐排煙溫度直接影響到鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)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，有利于提高鍋爐的熱效率， 節(jié)約能源及降低鍋爐的運(yùn)行費(fèi)用。因此，如何有效地降低鍋爐的排煙溫度并使 之合理利用，是一個(gè)重大的技術(shù)性課題，特富鍋爐引進(jìn)荷蘭技術(shù)

9、研發(fā)的冷凝式 余熱回收鍋爐，其降低排煙溫度是通過以下方法來實(shí)現(xiàn)： （1）、通過增加鍋爐本體的對(duì)流受熱面的換熱面積或采用提高對(duì)流換熱系數(shù)的 方法，降低排煙溫度；（2）、在尾部煙道增設(shè)高效的 鰭片式冷凝換熱器。上述方法在實(shí)際應(yīng)用中有效地 回收排煙中顯熱與汽化潛熱。3、冷凝式鍋爐的顯形優(yōu)勢(shì)：（1）使用了鰭片式冷凝換熱 器，有效地降低了排煙溫度。（2）冷凝節(jié)能裝置為了防止 排煙凝結(jié)水的酸性腐蝕，使用ND鋼材質(zhì)制作的螺紋管，它與直管相比，導(dǎo)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，并隨冷凝液流入中和池。綜上所述，冷凝式鍋爐，是傳熱學(xué)、物理學(xué)、燃燒學(xué)、材料等科學(xué)的結(jié) 晶。它以絕對(duì)的經(jīng)濟(jì)

10、性傲視傳統(tǒng)鍋爐。冷凝式鍋爐的推廣，是一場(chǎng)思維的閃耀 與觀念的變革，同時(shí)，必將會(huì)推動(dòng)熱工領(lǐng)域的發(fā)展。4、冷凝式鍋爐的顯形優(yōu)勢(shì)（1）使用了高效翅片管節(jié)能器（高溫給水加熱器）、耐腐蝕高效翅片管冷 凝換熱器（低溫給水預(yù)加熱器），有效地降低了排煙溫度，提高了鍋爐熱效率（達(dá)到甚至超過100%）。（2）鍋爐結(jié)構(gòu)采用了高度整合技術(shù)，將本體受熱面與低溫?cái)U(kuò)展受熱面（節(jié) 能器及冷凝器）高度整合，使得該型鍋爐結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，節(jié)約了鍋爐 房建設(shè)用地和基建成本，同時(shí)簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量。（3）煙氣的有害氣體得到有效的控制，并隨冷凝液流入中和池。綜上所述，冷凝式鍋爐，是傳熱學(xué)、物理學(xué)、燃燒學(xué)、材料學(xué)等科學(xué)的結(jié) 晶。它

11、以絕對(duì)的經(jīng)濟(jì)性傲視傳統(tǒng)鍋爐。冷凝式鍋爐的推廣，是一場(chǎng)思維的閃耀 與觀念的變革，同時(shí)，必將會(huì)推動(dòng)熱工領(lǐng)域的發(fā)展。5、冷凝式鍋爐原理1、天然氣（LNG）以及其它的氣體燃料主要是碳（C）和氫（H）兩元素結(jié) 合而成的化合物，能保持完全燃燒，因其不含硫磺成份，所以不產(chǎn)生在低溫條 件下腐蝕金屬的硫酸（HSO）和亞硫酸（HSO），是一種清潔的燃料。2423天然氣的主要成份：CH +CH+CH+CH+N42 63 84 102甲烷+乙烷+丙烷+丁烷+氮(%) 90 +6.8+2.5+1+0.3=1002、含在燃?xì)庵械臍洌℉）在鍋爐內(nèi)部燃燒時(shí)與氧結(jié)合成水。生成的水從燃 燒時(shí)產(chǎn)生的熱量（高位發(fā)熱量）中吸收約10%

12、的氣化熱而變成水蒸汽，與排出的 煙氣一道排出。（冬季水蒸汽與冷空氣相遇而凝結(jié)，從煙囪觀察到冒白煙就是這 個(gè)原因。）燃?xì)獾母呶话l(fā)熱量- 汽化熱（潛熱）二 低位發(fā)熱量9450kcal/Nm3- 950kcal/Nm3 =8500kcal/Nm33、水在高溫?zé)煔庵?，吸熱蒸發(fā)為水蒸汽，水蒸汽遇到通過冷空氣或冷水的 傳熱面，重新凝結(jié)成水而釋放潛熱（汽化熱567kcal/kg）。冷凝余熱回收鍋爐就 是在燃?xì)忮仩t的排煙通道上設(shè)置通過冷水的熱交換器，煙氣在通過熱交換器的 傳熱面時(shí)水蒸汽重新凝結(jié)為水，將其汽化熱（潛熱）釋放出來，并加熱交換器 內(nèi)的介質(zhì)（冷水）。4、鍋爐熱效率的計(jì)算：鍋爐的正平衡效率：n=（鍋爐出

13、力x飽和蒸汽焓一給水量x給水焓）：（燃料消耗量x燃料的 低位發(fā)熱量）5、將余熱回收鍋爐的原理公式化、圖表化如（圖-1）。CH +(O2+N2) CO2+ NO +H2O+N2+02+天然氣 空氣2 X22高位發(fā)熱量9450kcal/Nm3排放至大氣（65C）變成過熱水蒸汽成為煙氣的一部分冷凝器吸熱顯熱+潛熱.155C 節(jié)能器吸熱顯熱255C（4.5%+2.6%=7.2%）255 C(4.6%)凝結(jié)水圖1冷凝余熱回收鍋爐原理潛熱950kcal/Nm3低位發(fā)熱量8500kcal/Nm3爐水吸熱 （88.8%）鍋爐散熱等損失（1%）含有顯熱的煙氣（10.2%）6、冷凝式鍋爐和環(huán)境保護(hù)燃?xì)馀c燃重油或輕

14、油相比對(duì)環(huán)境污染相對(duì)小一些，它是一種清潔燃料。但燃燒時(shí)生成的CO2、CO、NOX仍然對(duì)環(huán) 境會(huì)產(chǎn)生影響。在先進(jìn)國(guó)家也盡量 力求減少此類污染物的排放，開發(fā) 和使用低NO,燃燒器，低NO,鍋爐等。 但CO 2依然被排出，而NO,控制在 60ppm以下排出。一般情況下，天然氣燃燒排煙 中含CO2含量約為10%； NO,含量約為 6080ppm，這些有害氣體促成酸雨 產(chǎn)生或溫室效應(yīng)，誘發(fā)大氣臭氧層 的破環(huán)或影響臭氧生成。使用冷凝余熱回收鍋爐時(shí)，對(duì)這一環(huán)境污染有極大的 緩解。CO2+H2OH2CO3NOx+H2O一HNO2+HNO3在上式中可以看出：CO和NO在冷凝余熱回收鍋爐的尾部煙道中與冷凝結(jié)露2

15、X的H2O結(jié)合生成對(duì)應(yīng)的酸，并隨著凝結(jié)水從排放管排出。而煙氣中的有害成份CO2 和NOX含量大大減少,CO 2約減少40%，含量由原來的10%下降至67%;NO ,約減少至 20ppm以下。酸性的冷凝水排出時(shí)需進(jìn)行中和處理:H2CO3+Ca2+2OH-CaCO3+2H2OH NO +Ca2+2OH-CaNO +2H O 2332可以設(shè)置一中和池，將冷凝水排放到中和池中，定期檢查中和池的PH值。保證燃燒完全的同時(shí)，能極大7、燃?xì)饫淠秸羝仩t特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)浙江特富冷凝式鍋爐是一種熱效率高、能源消耗率低、節(jié)能效果顯著、煙 氣阻力小、煙氣對(duì)環(huán)境造成的污染小的新型鍋爐。是一種結(jié)構(gòu)緊湊，使用方 便、使用壽

16、命長(zhǎng)、運(yùn)行安全可靠、自動(dòng)化程度高的環(huán)保型制熱設(shè)備。本鍋爐的 主要技術(shù)特點(diǎn)如下：鍋爐燃燒室及受熱面采用燃燒室低位設(shè) 計(jì)，受熱面采用偏心布置方式，即把爐膽布置 在最低位置，這樣有利于將溫度最高的燃燒室 埋在水中，使鍋爐水位的安全范圍增大；鍋爐采用濕背式、全波紋爐膽結(jié)構(gòu)布 置，使得鍋爐的后管板不受高溫?zé)煔獾闹苯記_ 刷，即改善了鍋爐工作條件，又減少了鍋爐的 散熱損失；為進(jìn)一步降低鍋爐排煙溫度，提高鍋爐 效率。鍋爐尾部布置有冷凝器，冷凝器結(jié)構(gòu)布 置緊湊，體積小，換熱效果好，煙氣阻力小。 冷凝器采用ND鋼設(shè)計(jì)，可根據(jù)用戶不同要求靈 活選配，冷凝器一般適用于以輕柴油、氣體雙 燃料的工業(yè)鍋爐；燃燒器特殊設(shè)計(jì)，

17、采用低過量空氣系數(shù)， 地減少有害氣體的生成；該鍋爐外殼采用高熱阻纖維和封閉式金屬外罩作為絕熱層，并且在設(shè)計(jì) 時(shí)充分考慮操作、檢修、維護(hù)的方便，設(shè)置了如下裝置：（1）設(shè)置了可靈活開 啟的前煙箱門和后煙箱門，以便于清理和維修鍋爐煙管；（2）鍋爐后部設(shè)置了 火焰觀察孔兼人孔，供鍋爐運(yùn)行時(shí)觀察鍋爐燃燒運(yùn)行狀況及停爐時(shí)進(jìn)入爐膽清 理、檢修；（3）鍋爐頂部也設(shè)置了人孔，用來檢修鍋爐汽水空間；（4）鍋爐設(shè)置有平臺(tái)扶梯，大大提高了司爐工的操作方便性；鍋爐本體在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了鍋爐本體燃料的適應(yīng)性，鍋爐在本體無 須變化的情況下，只須更換燃燒設(shè)備，就可燃重油、輕柴油以及氣體燃料；鍋爐的控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的燃油鍋爐

18、控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了可編程 序控制器這一先進(jìn)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，使電控系統(tǒng)的功能和可靠性有了較大的 提高。該系列鍋爐控制系統(tǒng)包括：給水自動(dòng)控制、燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié)、油溫自動(dòng)控 制（重油和渣油）、氣壓高（低）保護(hù)（氣體燃料）、程序控制、自動(dòng)點(diǎn)火、停 爐及其它安全保護(hù)等。潮馳口- I -牛炒腿口 T 購(gòu)1炯?xì)獗芸诠?jié)能裝置特點(diǎn)1、本冷凝余熱回收裝置為了防止排煙結(jié)露的酸性腐蝕和提供清潔熱水，采 用優(yōu)質(zhì)耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼09CrCuSb（ND鋼）螺旋翅片管來制成。2、與光管相比，使用了傳熱性能高出2倍以上的螺旋翅片管，在同樣工況 下，重量可減輕60%左右，尺寸可減少35%以上。耐腐蝕鋼的使用，保證了鍋爐 尾部受熱面及低溫?zé)煹赖陌踩煽窟\(yùn) 行。3、本裝置可組裝在鍋爐上部，無 占地面積，生成在傳熱面上的凝結(jié)水 亦可自然排出。4、本鍋爐配有常壓冷凝器，其目 的是為了吸收煙氣中的汽化熱從而達(dá) 到節(jié)能高效的效果。5、冷凝器的系統(tǒng)是獨(dú)立的，具體安裝時(shí)按公司提供的管路系統(tǒng)圖進(jìn)行。6、冷凝器安裝時(shí)其出水管路上嚴(yán)禁安裝任何閥門。以下將對(duì)WNS常規(guī)燃?xì)庹羝仩t、WNS常壓節(jié)能器燃?xì)庹羝仩t與WNS冷凝式 蒸汽鍋爐各型號(hào)鍋爐的經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析（詳見后續(xù)附表