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燃气锅炉余热回收的理论与应用

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重庆大学硕士学位论文燃气锅炉余热回收的理论与应用姓名：张世军申请学位级别：硕士专业：工程热物理指导教师：陈清华20060501摘要天然气是环保型的珍贵化石燃料。

我国正在加快发展和推进生活及工业用燃气锅炉，使得锅炉成为天然气最主要的消费设备。

然而，目前燃气锅炉的能量利用水平普遍不高，其排烟温度较高，烟气中的余热未能得到有效利用和回收。

本文针对燃气锅炉的余热回收问题，从理论和实际应用两方面进行了系统研究。

采用Nusselt纯蒸气凝结换热过程的分析方法，引入“混合气体边界层”，首次推导出了含湿混合气体在竖壁上凝结过程的换热系数表达式。

含湿混合气体在竖壁表面凝结时，其凝结换热系数比纯蒸气凝结换热时大大降低，这主要是由于不凝气体边界层的存在，使得混合气体到气液界面的传热传质阻力增大，以及气液界面蒸气分压力下降，有效饱和温度降低所致。

随着竖壁长度的增加，液膜厚度增大，加大了气液界面到壁面传热过程的热阻。

基于分离型冷凝式燃气锅炉，考虑换热性能、耐腐蚀和制造成本三者间的平衡，设计了可加装于常规燃气锅炉尾部烟道的冷凝式余热回收换热器，并进行了工业性能测试。

设计计算结果和实测数据均表明，常规燃气锅炉加装冷凝换热器，可有效地回收烟气余热，锅炉热效率提高10%左右。

针对供热系统中单台大功率锅炉在全年大多时间能力过剩而导致供热效率下降的问题，设计了模块组合式铜管燃气热水锅炉，并进行了实验研究。

其热效率达90%以上。

分析了生活及生产用燃气锅炉加装分离型冷凝换热器的经济效益。

采用静态投资回收期法分析表明，常规燃气锅炉加装冷凝换热器以后，按满负荷运行，其投资回收期在排烟温度35~55℃时最短。

另外，由于加装冷凝换热器，锅炉排入大气的有害物质大大减少，环保效益显著。

关键词：燃气锅炉，余热回收，热效率，混合气体凝结，经济分析ABSTRACTNatural gas is an environmental benign fossil fuel. Nowadays, Gas-fired boiler used in life and industry has been boosted in our country, which causes that the boiler becomes one of the main natural gas consuming equipments. However, in our country, utilization coefficient of gas-fired boiler is not as high as occident. Due to higher temperature of flue gas, the waste heat of flue gas is not reclaimed and utilized availably. Aiming at the problem reclaiming waste heat of gas-fired boiler, this paper does systemic research work on theory and practical application.In reference to the analysis of heat transfer coefficient of Nusselt in the process of pure steam condensing, a boundary layer of noncondensable gas is defined in order to set up a mathematical model about a heat transfer process that the stationary vapor and noncondensable gas mixture condenses on a vertical wall, and the heat transfer coefficient in the condensation is worked out, which accords with some assumed conditions. The prediction about the thickness of condensate film adapt to the length of vertical wall is given. The conclusions show the difference in the condensing process under a same condition between vapor and noncondensable gas mixture and pure steam, and indicate the influence of the wall temperature in the condensing heat transfer. The conclusions accord with the results in the open literature.The paper makes optimization among heat-transfer performance, anticorrosion and costs for production as for the separated condensing gas-fired boiler, designs a condensing heat exchanger able to equip on the conventional gas-fired boiler, and finally carries out experimental study on it. The results of calculation and experiment show that the conventional gas-fired boiler equipped with a condensing heat exchanger can effectively recover the waste heat of flue gas, thus, the thermal efficiency of the boiler is enhanced by about 10%.As for the problem that heat-supplying efficiency drops as result of surplus capability of a single high-power boiler of the heat supplying during the whole year, the paper designs and studies the module copper pipes gas-fired boiler supplying hot water.The paper has also analyzed the economic efficiency of the gas-fired boiler equipped with separated condensing heat exchanger that is used in life and industry hot water boiler. Through analysis of static investment return, when the conventional gas-fired boiler with 6T/h capacity equipped with the condensing heat exchangeroperates at the full loading, its investment returning time is up to its shortest at 35~55.℃Moreover, due to the installment of the condensing heat exchanger, the deleterious substance discharged into atmosphere by the boiler is greatly reduced; therefore, the environmental benign benefits are remarkable.Keywords：Gas-fired Boiler, Waste Heat Recovery, Heat Efficiency,Gas Mixture Condensation,Economic Analysis重庆大学硕士学位论文 主要符号说明主要符号说明Cp定压比热容，J/(kg ﹒)℃ D直径，m Eff节能效率 F换热面积，m 2 G重量，kg g重力加速度，m/s 2 h焓，J ；对流换热系数，W/(m 2﹒)℃ K传热系数，W/(m 2﹒)℃ P压力，Pa q m质量流量，kg/s r汽化潜热，J/kg R热阻，K/W ；气体摩尔常数，J/(mol ﹒K) T温度，℃ u速度，m/s V 体积流量，m 3/s ；价格，元/Tα 过量空气系数δ 厚度，mФ 水蒸气冷凝率η 动力粘度，Pa ﹒sλ 导热系数，W/(m ﹒)℃ν 运动粘度，m 2/sρ密度，kg/m 3准则数λhD Nu = λνρνp c a ==Pr νuD =Re wg w s T T T T Ln −−=1 引论1.1 节能和环保的重要性、紧迫性1.1.1 能源概述能源，通常指的是能够提供能量和做功的自然资源，是经济发展和社会进步的重要物质基础。

它不仅是国民经济发展的动力，也是衡量一个国家综合国力和人民生活水平以及国家文明发达程度的重要指标。

保证稳定的能源，过去是、现在是、将来仍然是每个国家发展战略的重中之重。

随着人类社会的发展以及新的能源种类的不断发现，能源的利用量和利用方式也随之发生了变化。

18世纪的工业革命，由于蒸汽机的发明，使能源由草木转向了煤炭；19世纪末，内燃机又将能源扩展到石油。

第二次世界大战以后，人们意识到化石燃料终究会枯竭，于是核能得到大力发展，与此同时，人们又积极探索开发其他能源。

随着经济发展速度的加快，能源消耗量迅速增大。

能源的生产和消费方式对环境的影响也日益突出。

目前，世界各国都面临着经济发展与环境保护的协调问题。

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余热利用在燃气锅炉中的应用分析

余热利用在燃气锅炉中的应用分析

余热利用在燃气锅炉中的应用分析燃气锅炉是一种重要的工业锅炉，其主要使用的燃料是天然气，其热效率高、运行成本低、环境友好等特点，受到广泛的应用。

然而，在燃气锅炉运行过程中，由于燃烧过程的不完全、烟气的排放等问题，仍然有大量的热能被浪费掉。

因此，对于如何提高燃气锅炉的热效率，实现余热利用是一种较为有效的途径。

一、余热利用原理燃气锅炉的烟气含有大量的余热，如果不进行利用，将会造成巨大的浪费。

因此，利用余热的原理是通过一组余热回收系统，将烟气中的余热回收、清洗、利用。

具体来说，就是将烟气中的余热经过换热器进行清洗，然后将清洗后的烟气中的余热进行收集、传递或再利用。

二、应用范围燃气锅炉中，利用余热的应用范围非常广泛。

例如，在加热水冷却系统时，燃气锅炉中的余热可以用于循环加温，降低加热水的温度，从而降低其循环泵的能耗；在蒸汽发生器中，则可以将从燃气锅炉中收集到的余热回收到预热器中去，将较高温度的余热传递到较低温度点上，从而增加蒸汽发生器的热效率。

此外，在某些工业生产过程中，燃气锅炉中的余热还可以用于加热、预热、蒸馏、干燥以及提高燃气锅炉发电效率等多种方面。

三、效益分析在燃气锅炉中，利用余热可以带来较多的效益。

首先，通过对燃气锅炉中的余热进行回收，可以使燃气锅炉的热效率大大提高。

其次，利用余热可以降低工业过程中的能源消耗，提高能源利用效率，节约企业的运营成本。

同时，通过利用余热也可以降低环境污染，减少燃烧产生的大气污染物和温室气体排放。

总之，对燃气锅炉中余热的合理利用，有利于提高企业的经济效益、环保效益和社会效益。

四、技术亮点与前景燃气锅炉中的余热利用技术已经进入了快速发展的阶段，其技术亮点和前景如下：1. 高效节能：利用余热可使燃气锅炉的热效率大大提高，降低企业的能耗消耗，提高能源利用效率，从而实现高效节能。

2. 环保减排：通过利用余热可以降低工业过程中的能源消耗，减少大气污染物和温室气体的排放，达到环保减排的目的。

燃气锅炉烟气余热回收再利用技术的运用阐述

燃气锅炉烟气余热回收再利用技术的运用阐述

燃气锅炉烟气余热回收再利用技术的运用阐述发布时间：2022-07-27T08:25:15.821Z 来源：《科学与技术》2022年6期作者：郁继东[导读] 锅炉是工业生产中非常重要的设备，燃气锅炉以燃气为能源，产生热能，进行工业生产。

目前郁继东中国汽车工业工程有限公司 300113摘要：锅炉是工业生产中非常重要的设备，燃气锅炉以燃气为能源，产生热能，进行工业生产。

目前的锅炉在运转过程中都会产生烟气，烟气量大，利用率低，如果能改进烟气回收利用系统，提高烟气利用率，将产生很好的经济与环境效益。

本文运用调查法、文献法对燃气锅炉烟气余热回收再利用技术展开探究论述，以供借鉴参考。

关键词：燃气锅炉；烟气处理；回收利用近年来，我国许多专家与学者围绕锅炉烟气余热利用问题进行了大量研究，并取得了一些有意义的成果。

如黄新元教授等对低压省煤器进行了研究，提出通过增设低压省煤器来降低锅炉能耗，进而降低烟气产量。

郭少春等人提出对锅炉尾部烟道结构进行改进，在锅炉尾部烟道中安装H型翅片管，以此提升锅炉尾部烟道中的余热回收设备的耐磨性与抗积灰性，提高烟气回收利用率。

【1】本文基于这些已有的研究成果，再对燃气锅炉烟气余热回收利用技术进行研究论述。

下面结合实际，首先对燃气锅炉烟气特点做简要分析。

1燃气锅炉烟气特点分析1.1烟气产量大，能源品味低研究表明，锅炉烟气产量主要与锅炉型号、工作能力及燃气量有关，燃气量越大，烟气产量就越大。

在工业生产中，锅炉几乎需不间断运转，燃气量非常巨大，因而烟气产量也十分巨大。

燃气锅炉烟气还有品质低的特点。

随着环保要求的提高，工厂采用的烟气处理技术与工艺也更加先进，锅炉烟气在产生后先要进行脱尘、脱硫等处理，经处理后，烟气品质明显降低。

【2】1.2污染物构成复杂燃气锅炉烟气中有水蒸气、二氧化碳、固体颗粒物质。

除此之外，锅炉烟气中还会含有一些有毒有害气体，如氮氧化物、硫氧化物等，这些气体若不经处理直接排放，将会导致环境污染加重。

余热利用在燃气锅炉中的应用分析

余热利用在燃气锅炉中的应用分析

余热利用在燃气锅炉中的应用分析一、余热利用的基本原理余热利用是指在工业生产过程中，将工业排放废气中所含有的高温热能回收利用的技术。

在燃气锅炉中，燃烧燃气会产生大量的热能，而烟气中也会含有大量的热能被排放到大气中，造成了能源的浪费。

而利用余热技术，可以将这部分热能回收利用，从而提高燃气锅炉的能效。

余热利用的基本原理是将工业废气中的高温热能通过换热器等设备回收，用于加热水、蒸汽等介质，从而满足生产过程中的热能需求。

1. 烟气余热回收系统2. 烟气余热锅炉烟气余热锅炉是一种利用燃气锅炉排放的烟气中的余热进行加热的设备。

它通过将燃气锅炉排放的烟气中的热能回收利用，使得烟气中的高温热能可以用于加热水或蒸汽。

这种设备不仅可以提高燃气锅炉的能效，还可以减少环境污染，达到节能减排的目的。

3. 燃气锅炉余热利用在制药、化工等行业的应用1. 节能环保余热利用技术可以将工业废气中含有的高温热能回收利用，从而提高能效，减少能源浪费，达到节能减排的目的。

余热利用也可以减少燃气的消耗，降低生产成本，提高企业的竞争力。

2. 提高能效3. 降低生产成本4. 适用范围广余热利用技术适用范围广，可以广泛应用于燃气锅炉和工业生产中的各个领域。

无论是工业燃气锅炉，还是热水锅炉、蒸汽锅炉，都可以通过余热利用技术提高能效，降低生产成本。

随着能源紧缺问题的日益严重，余热利用技术在燃气锅炉中得到了广泛的推广和应用。

政府对于能源节约和环保的政策的不断加大力度，也为余热利用技术在燃气锅炉中的推广应用提供了有力的政策支持。

随着技术的不断进步和成本的不断降低，余热利用技术在燃气锅炉中的应用也变得更加成熟和可行。

燃气锅炉烟气余热冷凝回收研究与应用的开题报告

燃气锅炉烟气余热冷凝回收研究与应用的开题报告

燃气锅炉烟气余热冷凝回收研究与应用的开题报告一、选题背景随着环境保护意识的不断提高和能源资源需求的不断增加，燃气锅炉烟气余热的回收利用越来越受到人们的关注。

目前，我国的燃气锅炉烟气余热利用率普遍很低，大量的热量被浪费掉，不仅造成能源的浪费，还可能对环境造成污染。

因此，研究燃气锅炉烟气余热的回收利用对于提高能源利用效率和保护环境具有重要意义。

现将对燃气锅炉烟气余热冷凝回收的研究和应用进行探讨。

二、研究意义燃气锅炉烟气余热回收利用，有助于提高能源利用效率、减少能源消耗和环境污染。

现代科技的创新，越来越强调节能降耗的理念，在燃气锅炉的生产应用中，提高热能转化效率将直接减少能源的消耗，提高生产效益的同时还可以降低对环境的污染。

三、研究内容1.燃气锅炉余热的回收利用技术介绍；2.余热冷凝技术及其原理；3.回收利用技术对能源利用效率的影响分析；4.余热冷凝设备的设计与制作；5.余热回收设备的试验和测试；6.应用案例分析；7.问题探讨和解决方案。

四、研究方法和步骤1.文献研究，查阅相关资料和文献；2.现场调查，了解燃气锅炉生产过程以及余热回收利用情况；3.实地观察，进行实验和测试；4.数据统计，对实验和测试数据进行统计和分析；5.撰写论文，总结并发表研究成果。

五、研究预期成果本研究将对燃气锅炉烟气余热的回收利用进行深入的研究，探索余热冷凝回收技术的应用效果及其对能源利用效率的影响。

通过对现有燃气锅炉生产过程中余热利用现状的调研与分析，提出合理的设计和制作余热冷凝设备的方案，以及对余热回收利用的案例分析，为类似项目的设计和实施提供参考。

六、论文结构安排第一章绪论1.1 研究背景及意义1.2 研究目的和内容1.3 研究方法和步骤1.4 论文结构第二章国内外燃气锅炉余热回收利用技术综述2.1 国内外燃气锅炉余热回收利用技术的研究现状2.2 燃气锅炉余热回收技术的分类和特点2.3 燃气锅炉冷凝余热回收技术及其优缺点第三章燃气锅炉余热冷凝回收技术及原理3.1 燃气锅炉余热冷凝回收技术的概述3.2 燃气锅炉余热冷凝回收技术的原理3.3 实现燃气锅炉冷凝余热回收的设备及其操作要点第四章燃气锅炉余热回收应用效果的分析4.1 燃气锅炉生产过程中余热回收的应用效果分析4.2 燃气锅炉冷凝余热回收对能源利用效率的影响分析4.3 余热利用过程中需要注意的问题和解决方案第五章实验和测试5.1 实验和测试的目的5.2 实验和测试的设备和方法5.3 实验和测试数据的分析第六章应用案例分析6.1 某燃气锅炉企业实施余热冷凝回收技术案例分析及效果评估 6.2 国外典型燃气锅炉企业余热回收技术应用案例分析第七章论文总结与展望7.1 研究成果总结7.2 研究成果存在的不足和问题7.3 展望今后的研究方向和重点参考文献。