燃氣鍋爐煙氣余熱回收利用技術(shù)規(guī)范DB41-T 2542-2023

ICS27.220

CCSJ98

41

河南省地方標準

DB41/T2542—2023

燃氣鍋爐煙氣余熱回收利用技術(shù)規(guī)范

2023-10-31發(fā)布2024-01-29實施

河南省市場監(jiān)督管理局發(fā)布

DB41/T2542—2023

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4余熱回收利用工藝流程...............................................................2

5煙氣余熱回收利用裝置及其技術(shù)要求...................................................3

附錄A（資料性）煙氣余熱回收技術(shù)參數(shù)計算公式.........................................5

I

DB41/T2542—2023

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。

本文件由河南省承壓類特種設備標準化技術(shù)委員會提出并歸口。

本文件起草單位：河南省鍋爐壓力容器檢驗技術(shù)科學研究院。

本文件主要起草人：高慶偉、張磊、李騰蛟、陳帥甫、張羅娜、傅慧明、秦瑞紅、馬喜振、劉瑩。

II

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燃氣鍋爐煙氣余熱回收利用技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了燃氣鍋爐煙氣余熱回收利用技術(shù)的術(shù)語定義、工藝流程和要求。

本文件適用于采用二次管網(wǎng)（地板輻射采暖）回水作為二級冷凝器冷源的燃氣鍋爐的采用螺旋翅片

管制造的煙氣余熱回收利用裝置。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T16507（所有部分）水管鍋爐

GB/T16508（所有部分）鍋殼鍋爐

GB50041鍋爐房設計規(guī)范

GB50264工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范

CJ/T515燃氣鍋爐煙氣冷凝熱能回收裝置

TSG11鍋爐安全技術(shù)規(guī)程

TSG91-2021鍋爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)規(guī)程

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

煙氣余熱

煙氣中含有的大量顯熱和水蒸氣的潛熱所組成的熱量。

煙氣回收利用

利用低溫冷源來完成與煙氣的熱量傳遞過程，使燃氣鍋爐排煙溫度下降，并使煙氣中水蒸氣冷凝，

回收利用煙氣的顯熱和潛熱，用于供熱。

一級節(jié)能器

采用間壁式換熱方式將供熱一次管網(wǎng)（鍋爐）回水作為冷源來完成與煙氣的熱量傳遞設備，回收利

用煙氣的顯熱。

二級冷凝器

采用間壁式換熱方式將地板輻射采暖供熱的二次管網(wǎng)低溫回水作為冷源來完成與煙氣的熱量傳遞

設備，回收利用煙氣中部分水蒸氣冷凝放出的汽化潛熱及顯熱。

1

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冷凝水

煙氣中含有的水蒸氣（即氣態(tài)水）經(jīng)過冷凝過程形成的液態(tài)水。

有效輸出熱量

單位時間內(nèi)流經(jīng)煙氣余熱回收利用裝置的被加熱介質(zhì)進出口所攜帶熱量之差。

節(jié)能量

單位時間內(nèi)煙氣余熱回收利用裝置的有效輸出熱量與回收該部分煙氣熱能所消耗能量之差。

節(jié)能率

單位時間內(nèi)，煙氣余熱回收利用裝置的節(jié)能量與燃氣鍋爐所消耗的按燃氣低位發(fā)熱值計算的輸入熱

量的比值。

4余熱回收利用工藝流程

燃氣鍋爐余熱回收系統(tǒng)宜包括：第一級為一級節(jié)能器，第二級為二級冷凝器，第三級為空氣預熱器

裝置（含煙氣熱交換器、空氣熱交換器、介質(zhì)循環(huán)泵、閉路循環(huán)管道），以及連通煙風道、煙氣冷凝水

排放管、放氣、排污、溫度和壓力儀表等組成，用于加熱一次管網(wǎng)回水、二次管網(wǎng)回水和助燃冷空氣。

煙氣余熱回收利用工藝流程主要為：煙氣從鍋爐末端排出，首先經(jīng)過一級節(jié)能器，與一次管網(wǎng)回水

進行熱交換后，溫度降低，而后經(jīng)過二級冷凝器，與二次管網(wǎng)回水進行熱交換后溫度進一步降低，最后

經(jīng)過空氣預熱器，與冷空氣進行最后的熱交換，完成最后的煙氣余熱回收利用，最終經(jīng)過煙囪排放。

煙氣余熱回收利用工藝流程示意圖如圖1所示：

注1：一級節(jié)能器：用一次管網(wǎng)回水與鍋爐出口煙氣換熱，經(jīng)過節(jié)能器后煙氣溫度下降幅度約為55℃~75℃。

注2：二級冷凝器：用二次管網(wǎng)回水與節(jié)能器出口煙氣換熱，經(jīng)過冷凝器后煙氣溫度下降幅度約為15℃~30℃。

注3：空氣預熱器裝置：利用助燃室外冷空氣與冷凝器出口煙氣換熱，進一步降低排煙溫度。

圖1煙氣余熱回收利用工藝流程示意圖

2

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5煙氣余熱回收利用裝置及其技術(shù)要求

一般要求

煙氣余熱回收利用裝置一般要求如下：

a)煙氣余熱回收利用裝置不應影響燃氣鍋爐的正常安全運行，宜不增加額外風機、水泵等耗能

設備；

b)煙氣余熱回收利用裝置的排煙溫度應低于煙氣露點溫度，并應符合CJ/T515中有關(guān)煙氣潛熱、

煙氣冷凝水、減少霧氣排放的要求；

c)煙氣余熱回收利用裝置應內(nèi)外表面應整潔，耐腐蝕，不應有劃痕、銹斑等缺陷；

d)煙氣余熱回收利用裝置應流動阻力小、高效換熱、結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝和維護；

e)煙氣余熱回收利用裝置標志牌、煙氣及換熱介質(zhì)連接管的流向標記等應完整、正確、清晰，

安裝牢固，并應置于明顯位置。

結(jié)構(gòu)

煙氣余熱回收利用裝置分為三級，主要設備由一級節(jié)能器，二級冷凝器，空氣預熱器裝置組成。要

求如下：

a)煙氣余熱回收利用裝置中受壓設備的設計、制造、檢驗應遵循TSG11、GB/T16507及GB/T16508

中的相關(guān)規(guī)定；

b)換熱設備推薦采用螺旋翅片管結(jié)構(gòu)形式，采用煙氣與介質(zhì)相互逆流換熱方式，管排形式、翅

片結(jié)構(gòu)等應滿足換熱系數(shù)高、設備體積小、設備檢修方便；

c)翅片的設計厚度應考慮使用壽命的要求；

d)設備的設計流量應滿足工藝流程的要求，盡量降低介質(zhì)循環(huán)阻力；

e)連通煙風道要求布置合理，使設備的設計煙氣流速應控制在合理范圍內(nèi)，綜合考慮換熱效率、

煙側(cè)阻力、振動頻率等參數(shù)，滿足阻力小，噪音低，振動??；

f)煙氣余熱回收利用裝置的最低處應設置煙氣冷凝水排放管，防止冷凝水在裝置中積存；

g)煙氣余熱回收利用裝置和管路的絕熱工程應滿足GB50264中的相關(guān)規(guī)定；

h)煙氣余熱回收利用裝置的設備支撐結(jié)構(gòu)應按照GB50041的規(guī)定執(zhí)行，綜合考慮設備重量、容

水量、管道受力等參數(shù)，進行基礎及鋼架設計；

i)空氣預熱器裝置根據(jù)工藝要求確保密封性。

材料

煙氣余熱回收利用裝置選用材料應考慮防腐蝕，要求如下：

a)與煙氣接觸的表面和換熱面、管應采用防腐蝕表面改性材料或耐腐蝕材料，且焊接處應采取

防腐蝕措施；

b)空氣熱交換器的管及翅片宜使用銅或鋁等高效換熱材料；

c)煙道的材料宜使用不銹鋼或復合材料；

d)煙氣余熱回收利用裝置的最高允許工作溫度應不低于煙氣余熱回收裝置最高進口煙溫。

煙風阻力

煙風阻力相關(guān)要求如下：

a)煙氣余熱回收利用裝置的換熱設備宜采用低煙風阻力的管排結(jié)構(gòu)；

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b)煙氣設計流速宜在8m/s~15m/s范圍內(nèi)；

c)設備煙風阻力、風機選型按照CJ/T515等相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

設備承壓

煙氣余熱回收利用裝置的承壓要求如下：

a)一級節(jié)能器的設計壓力應按TSG11、GB/T16507、GB/T16508中相關(guān)的規(guī)定確定；

b)二級冷凝器的設計壓力應按照不低于二次管網(wǎng)循環(huán)水最高靜壓與管網(wǎng)流動阻力之和的1.5倍

設計。

配套儀表

配套儀表應符合TSG91—2021附件D等相關(guān)規(guī)定的要求。

煙氣冷凝水管管徑

煙氣冷凝水管管徑應符合表1的規(guī)定。

表1煙氣冷凝水管管徑

鍋爐出力

管徑/mm

蒸汽鍋爐D/t/h熱水鍋爐Q/MW

D≤2Q≤1.4≥25

4≤D≤62.8≤Q≤4.2≥32

8≤D≤105.6≤Q≤7.0≥40

12≤D≤158.4≤Q≤10.5≥50

20≤D≤2514≤Q≤17.5≥70

30≤D≤4021≤Q≤29≥80

50≤D≤10035≤Q≤70≥100

130≤D≤16091≤Q≤116≥125

注：當使用的鍋爐出力表中未列出時，煙氣冷凝水管管徑由高一級鍋爐出力對應的管徑確定。

煙氣余熱回收利用技術(shù)參數(shù)計算

煙氣余熱回收利用技術(shù)參數(shù)的計算見附錄A。

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A

A

附錄A

（資料性）

煙氣余熱回收技術(shù)參數(shù)計算公式

A.1煙氣余熱回收利用的理論計算

A.1.1煙氣顯熱回收量的計算

A.1.1.1理論空氣的焓值計算公式為：

O?42?83?124

hK=2.96143+1.27821t+1.8290910t?2.5949310t?1.1312910t

式中：

t——煙氣溫度，單位為攝氏度（℃）。

A.1.1.2二氧化碳焓值計算公式為：

h=?6.53509+1.68067t+7.779810?4t2?2.941910?7t3+4.5738510?11t4

CO2

A.1.1.3氮氣焓值計算公式為：

h=5.37036+1.23589t+1.7704410?4t2?2.5321710?8t3?1.1300210?12t4

N2

A.1.1.4水蒸氣焓值計算公式為：

h=4.75735+1.446t+2.542910?4t2+3.4670610?8t3?1.6650710?11t4

HO2

A.1.1.5理論煙氣焓值計算公式為：

ho=Vh

yii

式中：

o3

hy——標態(tài)下理論煙氣焓值，單位為千焦每立方米（kJ/m）；

Vi——標態(tài)下煙氣中各組分的含量；

3

hi——標態(tài)下煙氣中各組成分的焓值，單位為千焦每立方米（kJ/m）。

A.1.1.6實際煙氣的焓值計算公式為：

h=hoo+?1h

yy()k

式中：

3

hy——標態(tài)下實際煙氣焓值，單位為千焦每立方米（kJ/m）；

——過量空氣系數(shù)；

o3

hk——標態(tài)下理論空氣焓值，單位為千焦每立方米（kJ/m）。

5

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A.1.1.7回收煙氣顯熱量計算公式為：

Q=?hhm

s(y12y)s

式中：

Qs——標態(tài)下回收煙氣顯熱量，單位為千焦每秒（kJ/s）；

3

hy1——標態(tài)下煙氣進口焓值，單位為千焦每立方米（kJ/m）；

3

hy2——標態(tài)下煙氣出口焓值，單位為千焦每立方米（kJ/m）；

3

ms——煙氣的流量，單位為立方米每秒（m/s）。

A.1.2煙氣潛熱回收量的計算

A.1.2.1冷凝的水蒸氣容積計算公式為：

p

VV?s

H2Opy

VC=y

HO2p

1?s

p

y

式中：

VC——標態(tài)下冷凝的水蒸氣容積，單位為立方米（m3）；

HO2

V——水蒸氣容積，單位為立方米（m3）；

HO2

ps——對應溫度水蒸氣包和壓力，單位為帕（Pa）；

py——煙氣壓力，單位為帕（Pa）；

3

Vy——煙氣容積，單位為立方米（m）。

A.1.2.2冷凝的水質(zhì)量計算公式為：

p

VV?s

H2Oy

Cpy

mHO=

2p18

1?s

p22.4

y

A.1.2.3冷凝率計算公式為：

6

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pV

1?sy

VCpV

Φ=H22O=yHO

Vps

HO21?

p

y

A.1.2.4水蒸氣的潛熱計算公式為：

r=2501.40526?2.33661t?0.00176t2+6.1159110?5t3

HO2

??6495

?1.056210tt+5.3822310

式中：

t——煙氣的露點溫度與煙氣出口溫度的平均值，單位為攝氏度（℃）。

A.1.2.5煙氣潛熱回收量計算公式為：

Q=mCr

lH22OHO

A.1.3煙氣余熱理論回收總熱量

煙氣余熱理論回收總熱量計算公式為：

Qr=+QsQl

式中：

Qs——回收顯熱量的值，單位為千焦每秒（kJ/s）。

A.1.4節(jié)能率

煙氣冷凝熱能回收裝置的節(jié)能率計算公式為：

QQ?

=rd100%

yrhBq

gdw

式中：

yrh——煙氣冷凝熱能回收裝置的節(jié)能率；

Qr——煙氣余熱理論回收總熱量，單位為千焦每秒（kJ/s）；

Qd——回收煙氣冷凝熱能所消耗能量（按發(fā)電平均效率折算為一次能源的能量），單位為千焦每

秒（kJ/s）；

3

Bg——燃氣鍋爐的標準狀態(tài)下燃氣流量，單位為立方米每秒（m/s）；

3

qdw——燃氣低位發(fā)熱量，單位為千焦每立方米（kJ/m）。

A.2煙氣余熱回收技術(shù)參數(shù)理論計算

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煙氣余熱回收技術(shù)參數(shù)理論換算見表A.1。

表A.1煙氣余熱回收技術(shù)參數(shù)理論換算表

理論回收總熱量冷凝水量

煙氣溫度℃顯熱kJ/m3潛熱kJ/m3總焓值kJ/m3冷凝水率%理論節(jié)能率%

kJ/skg/m3

1802945.340.002945.340.000.0000

1702779.880.002779.88165.460.0000.5

1602614.940.002614.94330.400.0001

1502450.530.002450.53494.810.0001.5

1402286.660.002286.66658.680.0002

1302123.330.002123.33822.010.0002.4

1201960.530.001960.53984.8110.0002.9

1101798.280.001798.281147.060.0003.4

1001636.580.001636.581308.760.0003.9

901475.420.001475.421469.920.0004.4

801314.810.001314.811630.530.0004.8

701154.750.001154.751790.590.0005.3

60995.260.00995.261950.080.0005.8

55915.72450.161365.872479.780.1877.4

54899.82768.111667.932813.620.31128.4

53883.941067.811951.753129.210.43179.3

52868.061350.442218.503427.720.542210.2

51852.181617.092469.273710.250.652611

50836.321868.752705.073977.780.753011.8

49820.452106.352926.804231.230.843412.6

48804.602330.733135.324471.470.943813.3

47788.742542.683331.434699.281.024114

46772.902742.953515.854915.391.104414.6

45757.062932.203689.265120.491.184715.2

44741.22311.083852.305315.201.255015.8

43725.393280.164005.565500.111.325316.3

42709.573440.014149.585675.781.385616.9

41693.753591.144284.895842.731.455817.3

40677.943734.014411.956001.421.506017.8

39662.133869.104531.236152.311.566318.3

38646.333996.814643.146295.821.616518.7

37630.534117.554748.086432.351.666719.1

36614.744231.684846.436562.281.716919.5

35598.964339.564938.526685.941.757019.8

34583.184441.525024.706803.671.797220.2

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表A.1煙氣余熱回收技術(shù)參數(shù)理論換算表（續(xù)）

理論回收總熱量冷凝水量

煙氣溫度℃顯熱kJ/m3潛熱kJ/m3總焓值kJ/m3冷凝水率%理論節(jié)能率%

kJ/skg/m3

33567.414537.865105.276915.791.837420.5

32551.644628.885180.527022.571.877520.8

31535.884714.855250.737124.311.917721.2

30520.124796.045316.167221.261.947821.4

29504.374872.695377.067313.661.977921.7

28488.634945.045433.677401.752.008022

27472.895013.305486.197485.752.038222.2

26457.165077.695534.847565.872.068322.5

25441.435138.405579.837642.312.088422.7

24425.715195.625621.337715.252.118522.9

23409.995249.535659.527784.882.138623.1

22394.285300.305694.587851.362.158723.3

21378.585348.095726.667914.852.178723.5

20362.885393.045755.927975.512.198823.7

注1：上表計算中天然氣低位發(fā)熱量為33684kJ/m3，高位發(fā)熱量為37348kJ/m3，過?？諝庀禂?shù)取1.15。

注2：飽和水蒸氣分壓力計算公式采用戈夫·格雷奇公式。

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目