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冷凝余熱回收鍋爐熱效率分析原理
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 燃料中含有大量氫元素,燃燒產生大量水蒸汽。每1NM3天然氣燃燒后可以產生1.55KG水蒸汽,具有著可觀的汽化潛熱,大約為3700KJ,占天然氣的低位發熱量的10%左右。在排煙溫度較高時,水蒸汽不能冷凝放出熱量,隨煙氣排放,熱量被浪費。同時,高溫煙氣也帶走大量顯熱,一起形成較大的排煙損失。煙氣冷凝余熱回收裝置,利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣,實現煙氣溫度降低,靠近換熱面區域,煙氣中水蒸汽冷凝,同時實現煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結潛熱釋放,而換熱器內的水或空氣吸熱而被加熱,實現熱能回收,提高鍋爐熱效率。鍋爐熱效率提高:1NM3天然氣燃燒生產理論煙氣量約10.3NM3(大約12.5KG)以過量空氣系數1.3為例,產生煙氣14NM3(大約16.6KG)。取煙氣溫度200℃,降低至70℃,放出物理顯熱約1600KJ,水蒸汽冷凝率取50%,放出汽化潛熱約1850KJ,總計放熱3450KJ,約是天然氣低位發熱量的10%。若取80%煙氣進入熱能回收裝置可以提高熱能利用率8%以上,節省天然氣燃料近10%。傳統鍋爐中,排煙溫度一般在160~250℃,煙氣中的水蒸汽仍處于過熱狀態,不可能凝結成液態的水而放出汽化潛熱。眾所周知,鍋爐熱效率是以燃料低位發熱值計算所得,未考慮燃料高位發熱值中汽化潛熱量的熱損失。因此傳統鍋爐熱效率一般只能達到87%~91%。而冷凝式余熱回收鍋爐,它把排煙溫度降低到50~70℃,充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結潛熱。以天然氣為燃料的冷凝余熱回收鍋爐煙氣中水蒸汽容積成分一般為15%~19%,燃油鍋爐煙氣中水蒸汽含量為10%~12%遠高于燃煤鍋爐產生的煙氣中6%以下的水蒸汽含量。鍋爐熱效率均以低位發熱量計算盡管名義上熱效率較高,但由于天然氣高、低位發熱量值相差10%左右,實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,當換熱器壁面溫度低于煙氣的露點溫度時,煙氣中的水蒸汽將被冷凝,釋放潛熱,10%的高低位發熱量差可以被有效利用。


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