冷凝式省煤器在燃气锅炉余热回收中的应用

“目前,我国应用最广泛的燃气锅炉节能技术之一是冷凝技术,冷凝技术可以显著提高燃气锅炉的效率。该技术主要是利用冷凝节能装置对燃气锅炉废气中的水蒸气进行冷凝,既能有效提高燃气锅炉的效率,又能有效减少燃气锅炉对环境的污染。实践证明,在燃气锅炉上采用冷凝式节能装置,可提高15%的热效率。因此,冷凝式省煤器在燃气锅炉余热回收中的应用具有重要的现实意义。

煤气和天然气燃烧形成的烟气中含有大量的水蒸气,其汽化潜热值高达煤气高热值的10%左右。由此可见,如果能将燃气锅炉的废气温度降低到露点温度,并回收冷凝水的汽化潜热,将大大提高燃气锅炉的热效率,有效降低燃气锅炉的运行成本,环境将得到有效保护。然而,冷凝式节能装置可以使这一思想行之有效,本文对冷凝式省煤器在燃气锅炉余热回收中的应用进行了分析。

目前,燃气锅炉回收烟气冷凝热系统安装在锅炉冷凝节能装置中,然后利用低温加热回水对烟气进行冷却,从而获得水蒸气的潜热和烟气的部分显热。

显热的回收主要体现在燃气锅炉的烟气温降上,潜热的回收主要体现在烟气凝结水量和烟气中水汽含量上。因此,对于同一组分的饱和烟气,如果烟气的温降相同,温降范围不同,则回收的热量可能不同;如果烟气的温降不同,则释放的热量也不同。

水和烟气之间有多种流动形式。总的来说,逆流可以改善传热温差,减小换热面积,降低设备成本。此外,逆流自上而下的形式有助于排出烟气凝结水,有效降低凝结水膜的热阻和厚度,有效提高换热效果。

(1)燃气锅炉设置冷凝节能器操作简单。不需要改变燃气锅炉系统的主辅设备、水循环和蒸汽循环系统,也不涉及压力容器的使用和使用规则。

(2)锅炉尾部排汽处设置冷凝式节能器,主要用于吸收锅炉排汽处的部分潜热和显热,节能效果较好。

(3)天然气燃烧后会形成Sox、NOx等有害气体。安装冷凝节能器后,有害气体与换热器尾部烟道中的冷凝水结合形成酸性物质,与冷凝水一起从排放管排出,有效降低废气中有害气体的成分,达到环境保护的目的。

(4)冷凝省煤器是一种低阻力设备,系统的烟气阻力随烟气流速的增加而增大。

(5)冷凝省煤器采用强化翅片换热管结构。水从翅片管的内部流出,而烟气从翅片管的外部流出。

以我国某卷烟厂10t/h燃气蒸汽锅炉为例,通过系统优化设计,探讨了在锅炉尾部设置冷凝式节能装置的节能效益。

本工程锅炉蒸汽系统采用除氧水(104°C)供水方式。锅炉在额定工况下的平均排烟温度为150℃,在烟气余热深度回收利用过程中,采用冷凝节能装置回收烟气余热。同时利用余热对水箱补水进行加热,使水箱水温从20℃上升到70℃,可有效降低除氧器蒸汽消耗。冷凝节能器选用H型翅片管换热器,翅片管排管,可有效降低系统的烟气阻力。烟道和省煤器由不锈钢制成。通过冷凝省煤器后,烟气温度将从150℃下降到60℃,在燃气锅炉尾部的排气处设置冷凝节能器后,烟气阻力将有一定程度的提高。在额定负荷运行条件下,系统烟气阻力增加约50pA,系统烟气阻力增加值不超过风机裕度范围,故无需更换原烟气系统的烟气设备。

通过以上项目的分析,不难发现,对于年运行时间较长的燃气锅炉,通过在锅炉尾部排气口设置冷凝节能装置,深度回收烟气余热,再利用回收的烟气余热对锅炉补给水进行加热,烟气温度可降低到露点以下,可有效地节约煤气量和成本投资,具有较好的经济效益。但同时,笔者也发现了一些问题。为此,笔者提出以下建议:

首先,在设置冷凝节能器的过程中,应详细研究原风机的输出裕度。风机裕度的大小将对冷凝式节能器的余热回收利用和换热面积产生很大的影响。因此,在设置冷凝节能器之前,应确保设置节能器后,系统烟气阻力增加值不超过风机裕度。

二是烟气温度不能实现地下无限制下降。当烟气温度低于烟气露点时,会产生酸腐蚀,影响设备的使用寿命。因此,在设置烟气冷凝节能装置的过程中,应充分考虑换热面温度低于烟气露点时可能出现的腐蚀问题,并采取有效的对策。一般来说,这一问题可以通过在设备表面涂上防腐层或选用防腐材料制成的换热管来解决。

第三,冷凝式节能装置的整体功能不仅是通过增加二次冷凝换热器来实现的,而且是一种集成了变输出控制、冷凝换热、燃烧比例控制、防腐材料、供热方式等几个新工程概念的应用技术转变。其工作原理是通过扩大加热面积、加快烟气流速和逆流传热来提高冷凝式节能装置的传热系数,从而增强冷凝传热。四是燃煤工业锅炉逐步被燃气锅炉取代。天然气是一种清洁能源,在我国许多领域得到了广泛的应用。天然气燃烧后会产生大量的水蒸气,燃烧烟气中会有大量的汽化潜热。因此,利用冷凝节能器深度回收蒸发潜热是非常必要的。这样,除了有效地降低锅炉的运行成本外,废气中的水蒸气可以在一定程度上吸收酸性氧化物,并且通过冷凝水煤气蒸发也可以减少酸性氧化物的排放并保护环境。

总之,冷凝式节能装置是一种比较有效的节能装置。将冷凝式节能装置应用于燃气锅炉余热回收,不仅可以有效地提高燃气锅炉的热效率,降低燃料的投入和运行成本,而且可以有效地保护环境。因此,冷凝式省煤器在燃气锅炉余热回收中的应用是一个值得我们不断探索和研究的课题。

公司名称:北京阿玛西换热设备制造有限公司

电话:0316-5919980

技术支持: 优帮云

备案编号: 京ICP备10048098号