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燃氣鍋爐煙氣余熱回收
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為什么燃氣鍋爐要采用具有同時調節燃氣量和燃燒空氣量功能的自動比例調節方式:燃氣鍋爐需要根據供熱負荷的需求變化隨時進行燃燒量調節。如果單純進行燃燒量調節而不相應改變參與燃燒的空氣量,會由于過量空氣系數增大使熱效率下降。北京市標準第4.2.5條的條文說明寫道:燃氣鍋爐燃燒器調節性能的優劣,依次為比例調節式、兩段滑動式、兩段式和一段式。

比例調節式可以實現供熱量的無級調節,燃氣量和燃燒空氣量同時進行比例調節,可保持過量空氣系數的基本恒定,是提高鍋爐效率的有效措施。自動比例調節燃燒器價格較高,額定熱功率在2.1MW以上時,鍋爐廠可直接配備,整臺鍋爐價格并不增高。鍋爐廠一般不直接在小型鍋爐上配備,設計者應提出配置要求,整臺鍋爐價格會有所提高,但由于運行費的節約可觀,投資回收期較短,應該積極采用。

為什么要設置煙氣余熱回收裝置:燃氣鍋爐的煙氣中含有由溫度體現的顯熱和用水蒸氣含量體現的潛熱兩部分熱量。

燃氣鍋爐的排煙溫度一般約為200V,將200V的煙氣與供暖系統的回水進行換熱,按照1rn3天然氣燃燒量計算,煙氣量約為3rn3,如煙氣溫度降低至50C,顯熱回收量約為2340,相當于燃氣低位熱值35天然氣與燃煤、人工煤氣等燃料在煙氣回收方面的主要區別是潛熱回收的潛力很大。天然氣的主要成分是甲烷(CH4),其燃燒產物有二氧化碳、水蒸氣、氮氧化物和少量一氧化碳等。燃燒1m3天然氣大約產生。5的水蒸氣。天然氣煙氣的露點溫度大約為5SC,如果再將50C的煙氣與溫度更低的系統回水進行換熱,煙氣遇到低于露點溫度的受熱面會結露,放出水蒸氣中的潛熱,1.5是盡水蒸氣的汽化潛熱約為330,潛熱回收量約相當于燃氣低位熱值35顯熱和潛熱回收量共約可達燃氣低位熱值35000W的0.133,即有條件使燃氣鍋爐的熱效率提高16%左右。

上述煙氣余熱回收裝置實際上類似于大型燃煤鍋爐常用的省煤器。

進行煙氣余熱回收需要具備哪些運行條件:從以上闡述可以看出,燃氣鍋爐煙氣中顯熱和潛熱的回收都需要有較低溫度的吸熱介質。其回收率取決于煙氣與吸熱介質的溫差。吸熱介質的溫度需要比回收裝置出口預期煙氣溫度低37C.特別是潛熱的回收,應使換熱表面溫度低于煙氣的露點溫度。

所以有關標準要求進行煙氣余熱回收的對象是“供水溫度不高于60C的低溫供熱系統”。此種系統如果供回水溫差為10C,則回水溫度不高于50C,即具備了顯熱和潛熱回收的運行條件。

當燃氣鍋爐房的供熱規模較小時,鍋爐直接向室內供暖系統提供所需的溫度較低的熱水,即具備直接進行煙氣余熱回收的運行條件。

當燃氣鍋爐房的供熱規模較大時,即需要按照節能設計標準的要求,鍋爐采用溫度較高和供回水溫差較大的次水,再分散設置若干個換熱站,轉換為室內供暖系統所需要的溫度較低和供回水溫差較小的二次水。集中鍋爐房內沒有煙氣余熱回收需要的較低溫度的吸熱介質時,應在集中鍋爐房內附設個換熱系統,服務于即近建筑的室內供暖系統,其所需要的溫度較低的二次水可用來進行煙氣余熱回收。

煙氣的冷凝熱回收需要解決什么特殊問題:煙氣的冷凝熱回收即是潛熱回收,水蒸氣遇到低于煙氣露點溫度的換熱表面,冷凝出H值約為5的弱酸性的水,會對普通碳鋼產生腐蝕。需要采用專門的冷凝式爐型,或采用耐腐蝕的例如不銹鋼或鑄鐵材質煙氣余熱回收裝置。冷凝式爐型價格會高于普通爐型,但由于其使用壽命遠比普通爐型長,可以從折舊回收和節省的供暖費用中得到補償。

是否能再進一步實施煙氣余熱的深度回收對排煙系統有什么影響:供熱系統所能提供的吸熱介質的溫度是有限的。即使采用低溫地面輻射供暖系統,按照GB5036―02民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范第5.4.1條,“熱水地面輻射供暖系統供水溫度宜采用3545C”。經過煙氣余熱回收后的煙氣溫度都會高于50C.如果要再進一步實施煙氣余熱的深度回收,可以將50C的煙氣與參與燃燒的室外低溫空氣進行換熱,則有條件將排煙溫度降到30C以下。此種煙氣余熱回收裝置實際上類似于大型燃煤鍋爐常用的空氣預熱器,有些廠家已經提出了這樣的構想和“項目建議”。

煙氣余熱回收系統的過多配置,特別是實施煙氣余熱的深度回收,會使排煙系統阻力增加,同時,排煙溫度降低減小了煙囪的抽力,會較大程度地影響排煙系統的運行工況。應仔細加以校核,并與鍋爐制造廠家密切協調,必要時可能需要配置引風機,且引風機也需要隨燃燒量調節而采取變風量措施。應全面權衡效益和投入,合理確定回收裝置和系統的配置方式。

燃氣直燃溴化鋰吸收式冷溫水機組的煙氣也同樣面臨余熱回收的問題。由于在夏季供冷運行時沒有循環水系統加熱的需要,可能比較適合于這種采用空氣預熱器加熱參與燃燒的室外空氣的方式。


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