燃气锅炉排烟余热分析
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燃气锅炉热损失形成的四种原因
1:燃气锅炉烟气排放导致的热损失,其主要原因是烟气容积和烟气排放温度,排烟过程中,锅炉不是密封状态的时候,空气流动会带走一部分热量,造成热损失,烟气排放在热损失中所占比例最大,数值约4.5%-8.2%.
2:燃料未完全燃烧造成的热损失,未全燃的因素主要有两种,一种是锅炉内烟气中含有可燃气体成分,跟炉膛的温度、空气系数和燃料、气流的混合流动有关,从而影响燃料的挥发速度和含量。
另一种是固体燃料未完全燃烧,影响因素更多的是固体燃料是颗粒状,燃烧过程中,如果温度不高,气流流动性不好,燃灰飞来飞去,容易产生沉淀物,沉淀物堆积太多,剩余的燃料颗粒便不能完全燃烧,从而产生炭黑,造成燃气锅炉固体燃料热损失,没完全烧完。
燃料的性质,水分,温度,功率负荷,以及锅炉内空气推动力等因素容易造成燃料热损失。
3:燃气锅炉散热损失:锅炉机组露出于大气中的金属结构,炉墙烟道等,向外界空气散失的热量叫散
热损失。
这种损失与锅炉机组的外表面积大小,保温及绝热情况有直接关系。
4:锅炉灰渣沉淀物造成的热损失:燃料在燃气锅炉内燃烧的过程中你,伴随着炉内温度不断升温,排除炉外造成的热量损失,我们称之为锅炉灰渣沉淀物热损失。
工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方
法与利用导则
工业锅炉和火焰加热炉是我们日常生活中常见的设备,它们为我们的生活提供了便利。
但是,你知道吗?这些设备在工作过程中会产生大量的烟气,其中就包含了丰富的余热资源。
那么,如何计算这些烟气中的余热资源量呢?又该如何利用这些资源呢?今天,我就来给大家普及一下这方面的知识。
我们来看看如何计算烟气中的余热资源量。
其实,这个过程并不复杂,只需要用一些简单的公式就可以搞定。
具体来说,我们需要先测量烟气的温度、流量和含尘量等参数,然后根据这些参数和一些经验公式,就可以计算出烟气中的余热资源量。
这个过程需要一定的专业知识和技能,所以如果你不是专业人士,最好还是请专业人士来帮忙吧。
接下来,我们再来探讨一下如何利用这些烟气中的余热资源。
其实,利用余热资源的方法有很多种,比如说可以将其转化为热水、电能或者热力等。
这些方法不仅可以节约能源,还可以减少环境污染。
不过,在利用这些资源的过程中,我们也需要注意一些问题,比如说要确保设备的安全性、稳定性和可靠性等。
烟气中的余热资源虽然看似微不足道,但实际上却是一种非常宝贵的能源。
只要我们能够正确地计算和利用这些资源,就可以为我们的生活带来很多便利和效益。
所以,希望大家都能够关注这个问题,为建设美好的家园贡献自己的一份力量!。
天然气烟气余热回收技术分析综述北京华源泰盟节能设备有限公司乔宇天然气供热方式最大的能耗损失是烟气排放的热量。
天然气燃烧后,烟气中含有大量的水蒸气,如果把排烟温度从90T降到0%,回收烟气中水蒸气的热量,天然气利用效率可以提升15%~20%。
"煤改气”作为京津冀地区治霾手段的应用,使得地区空气质量得到改善,但同时天然气作为供热燃料,其消耗量也大幅提高。
然而,与燃煤相比,天然气价格高且资源储备量小,燃烧后仍然有NOx 排放。
因此,进一步提高天然气的供热效率、降低NOx排放,用好天然气烟气余热回收技术是高效清洁供热的关键。
近年来,国内外对天然气烟气余热利用进行了大量研究,主要包括以下几类方法。
第一类方法是直接用热网回水或者冷空气回收烟气余热。
利用热网回水回收烟气余热,一般热网回水温度在50T左右,排烟温度不可能低于热网的回水温度,难以深度回收烟气潜热,这种方式还存在着传热面积大、酸性腐蚀等问题。
利用空气回收烟气余热的问题是空气侧没有发生相变,比热只有lkJ/(kg•K)左右,烟气进入冷凝段比热在5kJ/ (kg•K)〜6kJ/(kg•K)左右,两侧的热容不匹配,空气温升很大,烟气温度仍难以降低。
为了将排烟温度降得更低,可先让烟气与热网回水换热,再与空气换热。
这种组合方式可以较多回收烟气余热,但提高幅度有限。
综上所述,烟气排烟温度难以降低的原因是缺乏合理的冷媒与烟气换热。
在这类方法中,采用的冷凝换热器通常是间壁式换热器。
这部分的研究包括换热机理及模型研究、模拟和实验研究、换热器形式及优化、系统方案及经济性分析等。
然而,间壁式换热器存在金属换热面易腐蚀问题,并难以解决。
K.Finney等研究指出,为了减轻腐蚀,经过处理的换热器热阻会变大,导致面积和体积增大,成本提高。
第二类方法是利用热泵制造低温冷媒进行烟气余热回收。
专利提出利用吸收式热泵进行烟气余中国供热制冷官网17热回收,以高温烟气做驱动,从烟道尾部回收烟气 余热作为热泵的低位热源。
工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方
法与利用导则
工业锅炉和火焰加热炉是我们日常生活中不可或缺的设备,它们为我们提供了温暖和能量。
但是,你知道吗?这些设备在运行过程中会产生大量的烟气,其中包含了大量的余热资源。
那么,如何计算这些烟气中的余热资源量呢?又该如何利用这些资源呢?今天,我就来给大家讲一讲这个话题。
我们来看看烟气中的余热资源是怎么产生的。
其实,烟气中的余热资源主要是由水蒸气、二氧化碳、一氧化碳等物质组成的。
这些物质在高温下发生化学反应,产生了热量。
因此,我们可以通过测量烟气的温度和组成来计算出其中的余热资源量。
那么,如何利用这些余热资源呢?其实,方法很简单。
我们可以将这些烟气通过管道输送到一个特殊的设备中,这个设备叫做余热锅炉。
在这个设备中,烟气会被加热到一定的温度,然后转化为蒸汽或者热水。
这样一来,我们就可以利用这些蒸汽或热水来发电或者供暖了。
要想让这个过程更加高效和节能,我们还需要对余热锅炉进行一些优化和改进。
比如说,我们可以采用先进的换热技术和控制系统,提高锅炉的效率和稳定性;我们还可以采用新型的材料和技术,减少锅炉的体积和重量,降低能耗和成本。
只要我们不断地探索和创新,就一定能够充分利用烟气中的余热资源,为我们的生活和发展做出更大的贡献。
我想说的是,虽然工业锅炉和火焰加热炉看起来很可怕,但是只要我们正确地使用和管理它们,就可以避免很多危险和问题。
因此,在我们使用这些设备的时候一定要注意安全哦!。
供热锅炉烟气污染分析及节能环保方案摘要:供热锅炉集体供暖已经成为当前我国最为常用的供热采暖方式,但不可否认的是这种供热方式对于资源的消耗与环境的污染是非常大的,受锅炉供热技术、煤炭质量以及采暖系统等因素影响,我国每年冬天有将近三成的煤炭被供热锅炉所消耗,且在供热过程中会产生大量的含硫氧化物、氮氧化物等污染物,严重影响城市生态环境,与新时代建设现代生态文明城市的理念相背离。
因此,全面探究供热锅炉烟气污染情况,开展节能环保措施意义重大。
关键词:供热锅炉;烟气;污染;节能环保;措施引言中国北方地区冬季较寒冷,大多地方都需用锅炉进行集体供热,而锅炉在运行过程中会产生大量烟气,这些烟气中会含有大量有毒有害气体,一方面会危害人体健康,另一方面还会造成严重的环境污染问题,特别是近年来,随着供热锅炉的不断增多,其造成的污染问题也越来越严重。
与此同时随着“美丽中国”建设的逐步推进,人们对生活环境的要求也越来越高,而供热锅炉造成的严重环境污染问题也越来越受到人们的重视,对此,研究供热锅炉的节能环保运行也显得越来越重要。
1锅炉烟气排放污染物与危害依照存在状态,大气污染物通常情况下可以划分为粉尘等气溶胶态污染物以及二氧化硫等气态污染物,当前的城市生态环境保护与大气污染管理工作主要是针对硫氧化物、碳氧化物以及氮氧化物等,而供热锅炉是造成大气污染的主要源头之一。
首先,供热锅炉在燃烧中会产生大量的烟尘,这些烟尘主要是由于化学物质燃烧不充分而形成的黑色微小颗粒物质,烟尘能长期漂浮在空气中并不断聚集,造成严重的环境污染;烟尘一旦结合金属元素,则会侵入人体血液、器官等,产生严重的感染与毒副作用,严重危害人类身心健康。
其次,是二氧化硫污染,虽然近年来我国已经出台了关于二氧化硫排放的相关法律条款,但二氧化硫仍旧是当前影响我国空气质量范围最广、污染程度最严重的气态污染物,供热锅炉使用的煤等原材料中有大量的含硫成分,极易使人体产生呼吸系统疾病、全身性血液疾病,并且其产生的酸雨也会严重危害生态平衡与社会经济。
减少烟气的排放提高锅炉热效率李德宁王军东新疆油田公司重油开发公司摘要针对油田注汽锅炉烟气余热进行了全面的技术分析,寻找出减少烟气的排放提高锅炉热效率的方法。
关键词锅炉烟气减少热效率1、前言锅炉是利用燃料燃烧放出的热量来加热炉水产生蒸汽的。
但燃料中的可燃物质在炉内燃烧后放出热量,不可能全部被炉水吸收,总是或多或少地要损失掉一部分,即:燃料燃烧热量Qr=锅炉有效利用热量+ 锅炉各项热损失的总和。
因此,大家一直在采用一切方法来减少锅炉的各项热损失。
2、热损失的主要因素2.1 产生热损失原因2.1.1排烟热损失:锅炉运行时,排出的烟气温度一般在150℃~300℃,有些甚至更高。
这样的高温烟气经由烟囱排出,说明有很大一部分热量被烟气带走了,造成排烟热损失。
2.1.2化学不完全燃烧热损失:烟气中含有残余的可燃气体所造成的。
2.1.3机械不完全燃烧热损失:由于锅炉排灰中含有未尽的碳所造成的。
2.1.4散热热损失:在锅炉运行中,锅炉与热力管道外壁温度总是高于周围空气的温度。
因此,一部分热量就通过它们向外界散发,造成散热热损失。
2.1.5灰渣物理热损失:从锅炉炉膛中清出的炽热灰渣具有很高的温度,其显然得不到利用,这不分热损失叫灰渣物理热损失。
2.2 造成热损失的主要因素排烟热损失是锅炉各项热损失中最大的一项,油田注汽锅炉为13%~15%。
在实际工作中,燃油或燃气的油田注汽锅炉正常运行时,基本可看作燃料是完全燃烧的,化学不完全燃烧热损失即使存在数值也很小,因此亦可忽略不计。
对于燃油或燃气锅炉一般认为机械不完全燃烧热损失为零。
同时,对一台设计成型投入运行的油田注汽锅炉,散热热损失的值基本维持不变,大约在2%~3%之间。
对于燃油或燃气锅炉灰渣物理热损失也认为为零。
因此,引起油田注汽锅炉热效率变化的主要因素是排烟热损失,即排烟温度和过量空气系数。
很显然,排烟温度越高,排烟体积越大,排烟热损失就越大。
在这里,我着重对排烟热损失进行探讨,如何降低烟气的温度和减少烟气的排放来提高锅炉的热效率。
燃气锅炉分析报告1. 引言本报告旨在对燃气锅炉进行详细分析和评估,以便提供有关其性能和效率的相关信息。
燃气锅炉作为一种常见的供暖设备,其安全性和能源利用率对用户至关重要。
通过对燃气锅炉的分析,我们将能够了解其工作原理、效率和运行状态。
2. 燃气锅炉工作原理燃气锅炉是一种利用燃气作为燃料的供暖设备。
其主要部件包括燃烧室、燃烧器、水管和热交换器。
燃气在燃烧室中与空气混合并点燃,产生高温燃烧气体。
这些燃烧气体通过热交换器与水管中的水进行热交换,将热能传递给水,使其升温。
最终,燃烧气体通过烟囱排出,提供加热后的热水或蒸汽。
3. 燃气锅炉的效率燃气锅炉的效率是衡量其能源利用率的重要指标。
一般来说,燃气锅炉的效率可以分为燃烧效率和热效率两个方面。
3.1 燃烧效率燃烧效率是指燃气在燃烧过程中转化为热能的百分比。
影响燃烧效率的因素包括燃烧器的设计、燃气与空气的混合比例以及燃烧过程中的损失。
一般来说,高效的燃烧器设计和合理的燃气与空气混合比能够提高燃烧效率。
3.2 热效率热效率是指燃气锅炉将燃料中的热能转化为加热水或蒸汽的能力。
热效率主要受燃烧效率、热损失和燃料的热值影响。
通过减小热损失和提高燃烧效率,可以提高热效率,从而降低能源消耗。
4. 燃气锅炉运行状态分析燃气锅炉的运行状态对其性能和效率具有重要影响。
以下是一些常见的运行状态分析:4.1 燃料供应燃气锅炉的燃料供应要保证充足且稳定。
燃料供应不足会导致燃烧不完全,影响燃烧效率;而燃料供应过剩则可能造成能源的浪费。
4.2 燃烧状态燃烧状态的监测和分析对于评估燃气锅炉的性能至关重要。
燃烧不完全会产生有害气体,如一氧化碳,对环境和人体健康造成严重威胁。
因此,确保燃烧状态良好是燃气锅炉安全运行的关键。
4.3 温度和压力控制燃气锅炉的温度和压力控制对于保证供热系统的稳定运行至关重要。
温度过高或压力异常会导致燃烧不稳定,甚至引发事故。
4.4 热效率监测通过监测燃气锅炉的热效率,可以评估其能源利用情况。
浅论锅炉烟气余热回收的意义及技术措施我国能源利用率较低,大部分企业产生的能量,尤其是热量被浪费。
锅炉烟气余热回收工作,就是把锅炉燃烧后释放出来的烟气余热和水蒸气进行回收再利用,进一步减少二氧化碳等碳氧化物的排放,从而实现节能减排的目的。
本文简述了锅炉烟气余热回收的意义及主要技术措施,并进一步分析了当前锅炉烟气余热回收的发展建议。
标签:锅炉烟气;余热回收;技术措施;发展建议一、烟气回收的意义(一)烟气回收提高了资源利用率改造过的燃气锅炉,其排烟温度降低,锅炉热效率得以提高,每年可节约燃气,减少氮氧化物排放。
简而言之,烟气余热回收工作,就是把锅炉燃烧后释放出来的烟气余热进行回收再利用,从而实现节能减排的目的。
锅炉排烟温度较多,通过烟气余热回收装置后,温度降低,这意味着中间所产生的热量已被回收利用。
说得简单一些,就是尽可能地“变废为宝”。
回收烟气余热,可以提高水温,换成热水,用于锅炉补水、取暖、洗浴等,达到降低排烟温度,节能减排降耗,提高锅炉热效率,节约能源的目的。
也可以换成热风,用于烘干,或者暖风,在生产线直接利用。
(二)烟气回收减少了污染物的排放烟气中往往含有大量的灰粉和粉尘,比如燃煤、生物质锅炉中,大量的粉尘随着烟气进入烟气余热回收装置,有时每立方米烟气中粉尘含量很高,甚至最高能达到200克,粉尘覆盖我们的余热回收装置后,导致我们的余热回收效率降低,烟气排出阻力加大。
燃气烟气余热是工业余热中的一种。
烟气余热回收,是提高余热资源利用率、挖掘节能潜能的一个新途径。
天然气的主要成分是甲烷(CH4),燃烧后排出的烟气中含有大量水蒸气,占排放烟气比例的18%。
燃气锅炉没改造前,大部分烟气被排放到空气中,水蒸气遇室外冷空气后凝结,随着烟气排放,形成“白烟”。
烟气回收技术减少了烟气中NOx、SO2等污染物排放。
二、技术措施为了利用燃气锅炉的烟气余热,国内外科研单位进行了研究。
目前,针对燃气锅炉烟气余热回收的技术,主要集中在采用加装冷凝换热器和空气预热器来降低排烟温度,并对余热加以利用。
燃气锅炉供热系统节能技术分析关键词:燃气锅炉;供热系统;节能技术;探讨近年来,我国的经济水平和社会水平不断提高,人民的生活质量得到了极大改善,用于供热的燃气锅炉在居民生活和工业领域都有着广泛应用,同时我国也针对环保和能源节约提出了更高的要求,积极研究和开发燃气锅炉供热系统新型节能技术,是顺应能源节约步伐、保证社会可持续发展的必由之路。
在国家提出的“节能减排”“节能降耗”理念的影响下,人们对燃气锅炉在节能问题提出了新的更高标准。
在这种情况下,积极开发与研究燃气锅炉供热系统节能技术,是确保社会可持续发展战略目标顺利实现的有效途径,也是实现“节能减排”发展目标的关键措施。
那么,在燃气锅炉供热系统中如何应用节能技术,是相关人员需要研究的重点问题。
一、燃气锅炉供热系统节能现状1.1能源转换过程中的热量损失问题在燃气锅炉的供热系统运行中进行能源转换时会存在较为严重的能量散失的问题,而且此问题在燃气锅炉运行停止的阶段中比较突出。
主要表现在此时会有部分水分在供热系统中残留,而且这些水凝结为冷凝水的过程中就会导致大量热量的散失。
此外这些残留的水分和水蒸气还会对供热系统起到腐蚀危害而缩短供热系统的整体使用寿命。
1.2供热系统运行中热量消耗较大的问题燃气锅炉在运行中一直存在单位面积能耗较高且能量消耗不够均匀的问题,这也是应用供热稳定性提升以及造成大量热能流失的重要原因。
由于供热系统运行中热能的损失会降低锅炉热效率,阻碍了节能降耗。
1.3操作的自动化水平问题一是设计问题。
二是操作人员对燃气锅炉中的自动化技术认识不足且没有熟练掌握,导致大部分操作难以执行,以及较多的节能技术无法实现。
使得燃气锅炉优势的降低以及燃气使用量的提升。
二、改进燃气锅炉供热系统节能作用的关键在燃煤锅炉改进供热系统节能的工作时,需要提高锅炉效率以及管网运送效率,同样,对于改进燃气锅炉供热系统的方法也是这样。
提高燃气锅炉效率,不是单个锅炉的效率,而是要提高锅炉组的效率。
蒸汽锅炉烟囱余热回收节能计算
本文介绍了武汉xx项目中2台1.5t/h的蒸汽锅炉和3台
1.75MW的真空热水锅炉的余热回收节能计算。
由于热水锅炉
没有设置排烟热回收装置,因此本次分析仅针对蒸汽锅炉进行。
根据相关资料,燃气蒸汽锅炉排烟温度在150~220℃左右,本
次分析取210℃。
已在蒸汽锅炉排烟烟囱处设置了热回收装置,利用锅炉烟气的过热加热锅炉给水,加热后的锅炉给水进入锅炉,同时可使烟气温度降到120℃左右,从而达到节能效果。
下面是该项目锅炉的技术参数(单台):
1.锅炉烟气量:1200 Nm3/h
2.锅炉排烟温度:210℃
3.回收后排烟温度:120℃
4.锅炉给水流量:1.5 t/h
5.给水温度:20℃
根据上述参数,可以计算出热量回收表中的各项数值。
在蒸汽锅炉排烟管处设置余热回收器,烟气温度由210℃降到
120℃左右,每小时可加热将1.5吨20度的锅炉给水加热到41.1℃,回收38.86KW的热量。
按天然气燃烧热值8500大卡/立方、锅炉效率92%计算,则锅炉每小时可节省天然气
38.86KW×3600/4.1868÷8500大卡/立方÷92%≈4.3立方/小时。
按武汉区域天然气价格3.28元/立方计算,则每小时节省费用为14.1元/小时。
每年锅炉运行时间按7200小时计,则每年可节约:。
区域燃气锅炉房供热系统形式及经济分析区域燃气锅炉房供热系统是指利用燃气锅炉作为热源,通过管网将热能传输到不同的建筑物或区域进行供热的集中供热系统。
该系统在供热方式、管网布局和运行管理等方面具有很多优势,可以提高供热效率,降低能耗成本。
本文将从供热系统形式和经济分析两个方面对区域燃气锅炉房供热系统进行详细探讨。
一、供热系统形式1. 供热方式区域燃气锅炉房供热系统主要采用两种供热方式,分别是直接供热和间接供热。
直接供热是指将燃气锅炉产生的热能直接传输到用户建筑中的供热系统。
直接供热系统具有简单、高效的特点,燃气锅炉产生的热量直接被用户利用,能源利用率高。
但是直接供热系统需要考虑管道敷设和热量损失等问题。
间接供热是指将燃气锅炉产生的热能通过热介质(如水、蒸汽)传输到用户建筑中的供热系统。
间接供热系统通过水泵和管网将热能传输到用户建筑,有利于热量的调节和传输。
间接供热系统还可以与区域的空调系统相结合,提高系统的灵活性和效率。
2. 管网布局区域燃气锅炉房供热系统的管网布局是决定供热效果和能耗的重要因素。
常见的管网布局包括平行管网、环形管网和树状管网。
平行管网是指将热水或蒸汽从供热站传输到各用户建筑的管道布置成平行的形式。
平行管网结构简单,易于维修和管理,但是热力损耗大。
环形管网将热水或蒸汽从供热站传输到各用户建筑的管道布置成环形。
环形管网可以实现供热和供冷的双向传输,适用于需要供冷的区域。
但是环形管网需要保持一定的供热能力,否则会导致一些用户供热不足。
二、经济分析区域燃气锅炉房供热系统具有显著的经济效益,主要体现在能耗成本和供热效率两个方面。
1. 能耗成本区域燃气锅炉房供热系统可以实现多个建筑物之间的热能共享,避免了多个独立供热系统的重复投资和运行成本。
通过减少热能传输过程中的热量损失,燃气锅炉房供热系统能够降低能源消耗,减少能耗成本。
2. 供热效率区域燃气锅炉房供热系统能够利用燃气锅炉的高效燃烧和余热回收技术,提高供热效率。
内燃机分布式能源站中烟气余热利用方案的研究烟气余热是指内燃机运行过程中产生的高温废气热能。
在传统的内燃机能源站中,大部分烟气余热没有得到有效利用,会直接排放到大气中,造成资源的浪费和环境的污染。
对于内燃机分布式能源站中烟气余热利用方案的研究具有重要意义。
为了充分利用烟气余热,可以采用下述方案:1.直接回收利用:内燃机烟气中的高温废气可以通过热交换器进行直接回收利用。
烟气余热可以用于供暖、提供工业热水等,从而节约能源和降低能源消耗。
2.蒸汽发电:内燃机烟气中的高温废气可以用于产生高温高压蒸汽,然后通过蒸汽轮机发电。
这种方式可以有效提高能源利用效率,充分利用烟气余热。
3.烟气余热再生膨胀发电:通过直接将内燃机排放的高温废气送往膨胀机,膨胀机将高温废气转化为机械能,然后通过发电机将机械能转化为电能,从而实现烟气余热的再生利用。
4.利用烟气制冷:烟气中的余热可以用于制冷系统中,通过热泵原理实现制冷。
这样既可以实现烟气余热的利用,又可以提供制冷效果。
5.烟气余热转换为燃气:通过将烟气中含有的废气利用燃气转化器进行转化,将其转化为可再利用的天然气或其他燃气。
这样可以将烟气余热转化为天然气等可再生能源,实现能源的双重利用。
6.烟气余热用于构建烟气旁路燃烧系统:可通过将内燃机烟气的余热通过旁路系统直接向燃烧室补热的方式进行能量回收。
内燃机运行过程中的高温废气可以直接经过再次燃烧,提高燃烧效率,并减少排放废气。
研究分布式能源站中烟气余热利用方案对于提高能源利用效率、保护环境、减少能源浪费具有重要意义。
通过合理利用内燃机烟气中的高温废气,可以充分发挥能源站的能源优势,实现能源的双重利用,为经济发展和环境保护做出贡献。
浅谈锅炉烟气余热二次回收利用摘要:本文是笔者结合多年工作经验,以及工程案例,主要针对案例中提出的节能减排、锅炉余热二次利用的相关问题做出了一些简要阐述,以供参考。
关键词:锅炉烟气;余热;二次回收利用前言目前工业锅炉是我国主要的热能动力设备,随着我国经济快速发展,能源消耗日益增加,城市大气质量日益恶化的问题越发突出。
在热能动力方面能耗高、污染高的主要原因之一就是锅炉的烟气排放。
现今国内一般的锅炉排烟温度在200℃左右,有的甚至高达250℃。
如此高的排烟温度既浪费了大量能源,又造成严重的环境热污染。
而若直接降低排烟温度则会使锅炉尾部受热面中烟气与工质的传热温差减小,传热面积增大,金属消耗和设备初投资增多。
且排烟温度过低还会引起烟气中硫酸蒸汽的凝结,使低温受热面腐蚀堵灰。
然而,如采取措施在省煤器后进行烟气余热的回收、降低排烟温度,则既可避免上述问题,又可提高热能利用效率、减轻高温烟气造成的热污染。
1项目概况某厂区锅炉烟气温度为200℃左右,排烟温度比较高,有较大的热能利用空间。
故在此段排烟烟道设置烟气—水换热器,进行烟气余热回收使用,以提高能源利用率。
1.1技术条件热源端:项目热源端为设在水除尘设备之前的烟气-水换热器,为方形列管式换热器(表面换热器) ,外壳用5mm钢板焊制而成。
换热管采用DN32无缝钢管(冷拔管,壁厚3mm),排列方式为叉排,排与排之间间距为10cm,排内管间距为5cm,总换热面积为20m2。
每一排管为一水路,分别在两端设置分、集水器。
加热端:加热端设置容积为20m3的方形水箱,用5mm厚的钢板直接焊接而成,内外各一道防锈漆。
为提高加热效率,加热端采用直接混合换热,即直接加热水箱中的水。
水箱和换热器之间的水路管道为DN50的热镀锌钢管,壁厚4mm。
为提高换热效率,系统采用水泵强制循环对流换热,相关数据如下: 烟气温度为200℃;换热系数K = 22413W/(℃•m2)(烟气总换热系数);热流通量q=74012kW;热水加热温度为15~60℃;热水产量1412m3/h。
燃气轮机余热锅炉情况简介杭州锅炉厂1.概述燃气一蒸汽联合循环发电是当今世界上发展极为迅速的一种高效、低污染发电技术,它己成为发达国家新建热力发电厂的首选系统。
经过近三十年的研究和不断改进,联合循环发电不仅在效率上超过蒸汽发电效率(后者<=42%),而且在众多方面均体现出明显的优势。
它己成为全世界公认的具有发电效率高,调峰能力强,单位功率投资少,建设周期短。
占地面积小,污染程度低的新一代发电设备。
1.1原理及应用燃气一蒸汽联合循环发电系统是由燃气轮机发电系统和锅炉蒸汽轮机发电系统所组成。
众所周知,锅炉一蒸汽轮机发电是利用高中压过热蒸汽(通常参数为3.82~16.7MPa,450~550℃)在汽轮机中作功转换成机械能,完成朗肯循环过程;燃气轮机发电系统是燃气在燃气涡轮机中经绝热膨胀作功的过程,这种热力循环又称布雷顿循环,它是由压气机将空气加压进入燃烧室,燃料燃烧后燃气在透平中膨胀作功,燃机将高温高压燃气的能量(通常参数约0.5~1Mpa 1000~1300℃)转换成机械能。
在烟气温度降至500℃左右时排放,人们充分利用这两种热力循环的特点,把它们结合在一起,组成“联合循环”,使其具有较高的吸热平均温度和较低的放热平均温度,为提高电站热效率开辟了一条新途径,这是人类发电事业上继发明蒸汽轮机发电后技术上的又一突破。
目前燃气轮机发电在世界上已广为应用,其发电容量占世界总发电容量的11%。
近些年来,世界上发达国家常规联合循环发电得到快速发展;每年新增的联合循环机组总装机容量约占火电总新增容量的的40%~50%。
据报道,1981~1990年,世界各燃机制造公司共售出1661台燃机,总容量为54900MW,其中用于联合循环的占37.9%,1992年,这个比例上升为44.7%。
美国在1992~1996年中,新增火力发电厂总装机容量的38.5%是采用燃机联合循环的。
当今世界上单台燃机最大功率己达250MM,联合循环总功率达350MW。
以煤炭作为主要燃料的工业锅炉仍占据着主导地位。随着天然气
工业的迅速发展,以此种清洁能源为燃料的锅炉将会逐渐增多。与燃
煤相比,燃烧天然气虽然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少,减
轻了对环境的压力,但燃烧后产生的大量水蒸气随高温烟气排放到环
境中,造成了能量的严重浪费。而采用冷凝式锅炉将高温烟气中的显
热和潜热予以回收,可以达到充分利用能源降低运行成本的效果。
引言
冷凝式换热器就是增设在天然气锅炉尾部的余热回收装置,当烟
气在通道内通过传热面,温度降至露点温度以下,从而使排烟中的水
蒸气凝结释放潜热传递给回收工质,可以将排烟中大量的能量加以回
收利用,从而达到节能环保的效果。随着制造工业的不断发展,各种
新型高效的冷凝换热装置层出不穷,不论从结构还是实际余热回收效
果来看都有了非常大的改进。
1 烟气的特性分析
天然气成分绝大部分为烃,燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高,
分析表明,排烟中可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热所占的份额相
当大。每1m3天然气燃烧后可以产生1. 55 kg水蒸气,具有可观的
汽化潜热,大约为3 700 kJ/Nm3,占天然气的低位发热量的10%以上。
传统锅炉中,排烟温度一般在160~250℃,烟气中的水蒸气仍处于
过热状态,不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。因此传统的天然
气锅炉理论热效率一般只能达到95%左右,利用冷凝式换热器只要把
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烟气温度降到烟气露点温度以下,就可回收烟气中的显热和水蒸气的
凝结潜热,按低位发热量为基准计算,天然气锅炉热效率可达到和超
过110%。本文以纯天然气为例对烟气的露点温度以及锅炉理论热效
率进行计算分析,表1为纯天然气的成分。
1.1露点计算
在水蒸气分压力不变的情况下,使空气冷却至饱和湿蒸汽状态
时,将有水滴析出,此时的温度即为露点温度。天然气燃烧特性分析
(以1 m3天然气计算)烟气中水蒸气的体积分数达17˙4%,若燃烧在
大气压力下进行,当空气过量系数α为1.1时(本文中的计算均以此
作为计算依据),其相应的烟气露点温度是57℃。露点温度随过量空
气系数的变化曲线见图1。
通过观察可知,烟气露点温度随过量空气系数的变化而变化。因
为根据道尔顿分压定律,露点温度的高低与烟道中水蒸气的分压量
(即水蒸气的含量)成正比,随着过量空气系数的增加,烟道中水蒸气
的相对体积减小,水蒸气的容积份额会有所下降,其露点温度也随之
降低。实际上,虽然各地方天然气中成分含量有所不同,但由于其主
要成分均为甲烷且占绝大部分,其他成分影响很小,经计算的露点温
度误差不超过0.3%(符合实际要求的范围),并且由于实际燃烧的影
响因素较多,也使得计算不可能达到很精确,通常是在理论值附近的
一个范围内波动,在实际应用中还需根据不同情况进行修正分析。
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1.2热效率分析
烟气中的热量以显热和潜热2种形式存在,因此锅炉的热损失也
由烟气的显热损失和潜热损失组成。而显热损失取决于烟气的温度和
烟气组分的热容量;潜热损失则取决于烟气中以水蒸气形态存在的水
量的多少。当水蒸气冷凝时,烟气中存在复杂的现象:由于水蒸气分
压力较低,并且在冷凝液膜附近主要是不凝气体,如N2、CO2、O2等,
烟气中水蒸气需要穿过不凝气体层才能达到液膜表面发生冷凝。烟气
中水蒸气冷凝率等于由单位体积天然气燃烧生成烟气所产生的凝结
水量与燃烧所生产的水蒸气量的比值,其中,燃烧所产生的水蒸气包
括天然气燃烧生成的水蒸气及空气和燃气所带入的水蒸气。
仅烟气中的潜热就对锅炉的热效率影响如此巨大,倘若能将排烟
温度降低到露点以下对潜热加以回收利用,对以低位发热量为基准进
行计算的热效率至少可提高到10%以上。并且随着排烟温度的降低,
烟气的显热损失也会相对减小,那么热效率的提高将更为明显,进一
步证明降低排烟温度对锅炉效率提高的重要意义。
进一步计算可以得出在不同排烟温度下锅炉实际热效率的变化
趋势。锅炉效率随着排烟温度的变化分为2个比较明显的区域:在
60~180℃变化缓慢,而在20~60℃变化较大。这主要是因为排烟损
失中水蒸气潜热损失占的比例大于烟气显热的结果。当锅炉排烟温度
降到20℃时,锅炉效率理论上可达107.4%。
排烟中的水蒸气潜热在57℃以下才能得以回收,能够回收的热量
依赖于所要求的利用温度和利用率。如果利用温度接近排烟的露点温
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度,仅能回收较少的热量。利用温度越低,回收的热量越多。因此,
低温下余热冷水可获得高的回收率,而在较高的温度下输出热能会降
至可以回收的能量数量。
2余热回收其它影响因素
2.1 余热回收器受热面的磨损问题
将余热回收器管排设计成膜式管排(或 H 型管排),这种结构迫
使烟气流动趋于层流,管排间没有烟气扰动,在同样烟速下,与螺旋
肋片式和光管式相比较是最不易磨损的受热面布置形式。而且由于每
个烟道的边界管排与烟气的磨擦,而形成中间流速高,两边流速低的
分布方式。因此,管壁附近烟气流速低于平均值,烟气扰动比较弱,
缓解了飞灰对省煤器的磨损。另外,烟气流速对受热面的磨损影响最
大,布置受热面时烟气流速不宜过大,设计时通过调整管排横向截距,
来改变受热面的烟速,可有效避免余热回收器管排的磨损问题。
2.2 烟道阻力问题
锅炉整个烟道阻力主要由引风机和烟囱自拔力来克服,其中引风
机是主要因素。安装余热回收器后锅炉整体烟气阻力必然增加。以某
电厂 3 号炉热力计算结果为例,烟道阻力增加约 70 Pa 左右。在加
装余热回收器的同时是否对引风机进行改造,进一步提高出力,确保
安装余热回收器后锅炉本体的正常运行,视现场情况确定。
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2.3余热回收器管内壁结垢问题
受热面管内壁结垢主要发生在蒸发段,因为蒸汽的溶盐能力与水
比较相差很大。而在余热回收系统中最高点温度也不会超过 120 ℃,
整个系统仍处于液相,管内壁结垢问题较小。
3 结束语
(1)与煤和石油相比,天然气是一种非常理想的清洁能源,排放
烟气对环境压力小,并且非常适合将其改造为冷凝式余热回收锅炉,
提高锅炉利用效率。
(2)天然气锅炉排放的烟气中含有一定量的水蒸气,若将排烟温
度降低到露点温度以下回收水蒸气释放的气化潜热,可将锅炉效率提
高10%以上。
(3)合理设置关键技术参数,可实现余热回收系统长期稳定运行,
国内一些电厂成功设计安装了余热回收利用系统,为电厂带来了良好
的经济效益。
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