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冷凝余热回收锅炉热效率分析原理
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 燃料中含有大量氢元素,燃烧产生大量水蒸汽。每1NM3天然气燃烧后可以产生1.55KG水蒸汽,具有着可观的汽化潜热,大约为3700KJ,占天然气的低位发热量的10%左右。在排烟温度较高时,水蒸汽不能冷凝放出热量,随烟气排放,热量被浪费。同时,高温烟气也带走大量显热,一起形成较大的排烟损失。烟气冷凝余热回收装置,利用温度较低的水或空气冷却烟气,实现烟气温度降低,靠近换热面区域,烟气中水蒸汽冷凝,同时实现烟气显热释放和水蒸汽凝结潜热释放,而换热器内的水或空气吸热而被加热,实现热能回收,提高锅炉热效率。锅炉热效率提高:1NM3天然气燃烧生产理论烟气量约10.3NM3(大约12.5KG)以过量空气系数1.3为例,产生烟气14NM3(大约16.6KG)。取烟气温度200℃,降低至70℃,放出物理显热约1600KJ,水蒸汽冷凝率取50%,放出汽化潜热约1850KJ,总计放热3450KJ,约是天然气低位发热量的10%。若取80%烟气进入热能回收装置可以提高热能利用率8%以上,节省天然气燃料近10%。传统锅炉中,排烟温度一般在160~250℃,烟气中的水蒸汽仍处于过热状态,不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。众所周知,锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得,未考虑燃料高位发热值中汽化潜热量的热损失。因此传统锅炉热效率一般只能达到87%~91%。而冷凝式余热回收锅炉,它把排烟温度降低到50~70℃,充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热。以天然气为燃料的冷凝余热回收锅炉烟气中水蒸汽容积成分一般为15%~19%,燃油锅炉烟气中水蒸汽含量为10%~12%远高于燃煤锅炉产生的烟气中6%以下的水蒸汽含量。锅炉热效率均以低位发热量计算尽管名义上热效率较高,但由于天然气高、低位发热量值相差10%左右,实际能源利用率尚待提高。为了充分利用能源,降低排烟温度,回收烟气的物理热能,当换热器壁面温度低于烟气的露点温度时,烟气中的水蒸汽将被冷凝,释放潜热,10%的高低位发热量差可以被有效利用。


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