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基于燃气锅炉的烟气冷凝余热深度回收技术方案与节能潜力分析随着全球环境污染的日益加剧，我国政府及民间各主体开始采取多种手段用以改善周边环境。
文章针对大型燃气锅炉的烟气冷凝余热深度回收技术和节能潜力进行了分析并给出了烟气冷凝余热深度回收的技术方案。
文章首先对我国当前能源利用情况以及冷凝式燃气锅炉的分类及形式进行了综述，其次对冷凝式燃气锅炉的工作原理和特点进行了技术性分析；最后以我国北方某既有大型燃气锅炉改造为例，对不同燃气锅炉烟气冷凝余热深度回收技术方案进行了总结。
最终研究结果表明：对于该大型燃气锅炉而言，当排烟温度由175℃下降至45℃左右时，该大型燃气锅炉能够有效实现最高14%的节能效率；对于单台锅炉（70MW）而言，当排烟温度下降至45℃左右时，能够有效回收烟气冷凝水75～155t/d，除水率最高可达65%，能够有效降低烟气排放量10%以上。
关键词：烟气冷凝；余热深度回收；燃气锅炉；节能潜力引言随着全球自然环境的持续恶化，我国政府相继出台了一系列措施用以改善我国各地区的自然环境。
自2015年开始，我国陆续开展了针对大型工业煤炉、民用燃煤取暖设备等的“煤改气”计划"。
随着该计划的实施，近年来我国的大气环境质量得到了显著改善。
然而，在“煤改气”的过程中也相继出现了一些问题，其中最为显著同时也是对百姓生活、企业经营影响最大的问题，在于我国天然气的储量问题。
截至2017年底，我国已探明的天然气储量为5.50万亿m'，约占全球总探明储量的2.80%。
出量少、价格高、对外依存度高已经成为我国通过“煤改气”改善自然环境计划中的最大难题。
1概述1.1我国的天然气消费现今世界上以煤炭作为主要能源的国家已经不多了，我国就是其中一个，在我国煤炭消费远高于世界平均水平，占总能源消费量的75%左右。
煤炭是工业革命之后开始被广泛使用的，它是远古植物遗骸埋在地下经历了复杂的反应产生的碳化化石矿物，在我国煤炭的价格相对于石油和天然气来说比较便宜，而且存储量大，被广泛应用于人们的生产和生活中。
燃气锅炉的热效率及其计算方法随着社会的发展和节能环保意识的提高，燃气锅炉逐渐成为家庭、工厂、学校等场所的主要热源设备。
而燃气锅炉的热效率，直接关系到其能否高效节能地运行。
本文将介绍燃气锅炉热效率的概念、影响因素以及计算方法。
1. 燃气锅炉热效率的概念燃气锅炉热效率，通俗来说，就是燃气燃烧转化为热能后，锅炉输出到供热系统的热量与燃烧所得热量之比。
其数学表达式如下：热效率 = 输出热量 ÷输入热量 × 100%其中，输出热量指的是锅炉输出到供热系统中的热量，一般以千瓦时（kWh）或兆焦（MJ）表示；输入热量指的是燃料中含有的能量，一般以标准煤的热值表示。
热效率是衡量燃气锅炉能效的重要指标之一。
不同类型、不同规格的燃气锅炉热效率有所不同，而通常要求其热效率在80%以上，越高越好。
2. 燃气锅炉热效率影响因素燃气锅炉的热效率受到多种因素的影响，主要包括以下几点：（1）锅炉本身的结构设计。
不同规格、不同类型的锅炉结构各异，其热效率也会有所不同。
一般来说，锅炉的换热面积越大、燃烧室设计更合理、烟气流通更加顺畅，热效率会越高。
（2）燃料的质量和燃烧效果。
不同的燃料质量各异，在燃烧过程中产生的热效率也会受到影响。
同时，燃气锅炉的燃烧效果也会受到多种因素的影响，如空气过多或过少、燃烧温度过低等，都会使燃料燃烧不完全，热效率下降。
（3）水质和除垢处理。
燃气锅炉在长期使用过程中，因为水质问题或操作不当，会在内管、水室内壁等处形成水垢，影响锅炉的传热效果，从而导致热效率下降。
（4）锅炉排放的烟气温度。
燃烧后产生的烟气温度越高，说明热量利用效果越差，热效率越低。
3. 燃气锅炉热效率计算方法为了方便计算燃气锅炉的热效率，通常可以利用热平衡法或热损失法。
（1）热平衡法热平衡法是指在给定的装置内部，对于进出口热量的平衡原理，将各部分的热量平衡起来，计算锅炉的热效率。
具体方法如下：①在燃烧前后取样，测出燃料的热值。
183PRACTICE区域治理作者简介：娄伟军，生于1974年，大专，毕业于浙江省电力职业技术学院，工程师，研究方向为电力工程技术。
分析燃气锅炉烟气冷凝水余热深度回收及利用技术中国能源建设集团浙江火电建设有限公司 娄伟军摘要：燃气锅炉排烟温度高会造成热能的浪费，目前通过简单的节能装置可以降低排烟温度至80℃左右，还存在较大的潜热浪费。
本文结合某供热厂的实际烟气冷凝水余热深度回收技术应用，对余热回收情况进行分析，通过深度回收技术可以达到较好的节能效果。
关键词：燃气锅炉；余热深度回收中图分类号：TK229.8文献标识码：A文章编号：2096-4595（2020）38-0183-0001一、燃气锅炉烟气冷凝水余热深度回收设备为了控制燃气锅炉的排烟温度能降低至露点温度以下，常使用的余热回收设备有直接接触式换热器和间壁式换热器。
（一）直接接触式换热器直接接触式换热器通过冷媒和热媒直接接触，实现热量和物质的传递。
冷媒常采取冷却水、热媒即为烟气。
在冷媒和热媒接触过程中，热量从烟气传递到水中，烟气发生冷凝，冷却水温度升高，达到回收热量的目的。
此方法传热系数高，没有热阻，同时烟气中的杂质颗粒等在冷却水冲洗的作用下会被带入冷却水中，在很大程度上能对烟气进行净化，但此换热方法得到的冷却水呈现酸性，不能直接被回收利用，需要进行二次处理。
在投资和管理上相对比较复杂。
（二）间壁式换热器间壁式换热器是冷媒和热媒不直接接触，两者需要通过管壁完成热量的传输。
间壁式换热器的类型较多，常用的类型主要有热管式换热器、板式换热器和板翅式换热器。
1.热管式换热器热管式换热器可以简单分为两大部分：吸热段和放热段。
热管内的换热介质在热管的吸热段吸收热媒(烟气)热量，自身发生汽化，沿着热管内部移动至放热段，将自身的热量传输给冷媒(冷却水)，自身发生冷凝，冷凝后的换热介质沿着热管的吸收芯回流至吸热段，如此反复，源源不断地将热量从热媒传输到冷媒中。
冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用研究摘要近些年来，随着经济社会的快速发展，国家对环境保护、节约资源、能源综合利用等提出了较高的要求。
在北京市集中供热系统中，燃气锅炉得到了广泛的应用，而燃气锅炉所排放的烟气具有较高的温度，可以采取有效措施来降低烟气排放温度，并实现对烟气余热的有效回收，其不仅可以使燃气锅炉的供热效率得到有效提升，而且还可以达到比较理想的节能效果。
本文将会以北京市某热源厂为例来对冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用技术进行探究。
关键词冷凝燃气锅炉；烟气余热；回收利用如今，随着燃气锅炉在供热行业中的广泛应用，与燃煤锅炉相比具有热效率更高、污染更小等特点。
在锅炉中天然气燃烧过程中，将会有大概92%左右能量转化为热量、7%左右为排烟热损失、1%左右表面散热损失掉。
因此，做好烟气余热回收利用工作就显得尤为重要。
通常情况下，很大一部分烟气中的余热存在于水蒸气中，在回收显热、降低烟气温度的同时，会有效回收烟气中的水蒸气潜热，从而实现烟气全热的正回收。
烟气余热回收利用主要是以天然气为驱动源，借助回收型热泵机组，就能够使锅炉排烟从80℃降至30℃，从而使大量的水蒸气冷凝潜热被回收，这样既可以达到节省燃气锅炉燃气耗量的目的，而且还可以降低PM2.5雾霾形成物的排放，达到节能减排的双重效果。
1 冷凝燃气锅炉烟气余热回收利用技术1.1 利用换热器烟气余热回收技术在烟气余热回收利用技术中，换热器是比较常用的设备，对其进行科学、合理的选择尤为关键，根据换热方式的差异，可以将烟气余热回收利用方式划分为直接接触式换热型、间接接触式换热型[1]。
（1）直接接触式换热器。
直接接触式换热通常是以直接接触的方式来实现两种介质相互传热传质的过程。
通常情况可以根据接触结构的不同划分为折流盘型、多孔板鼓泡型和填料型如图1所示。
因为我国供热供回水温度相对比较高，导致直接接触式换热型换热器在烟气余热回收利用过程中并未得到广泛的应用。
（2）间接接触式换热器。
锅炉热效率的简易计算与分析发布时间：2011-1-15 阅读次数：184 字体大小: 【小】【中】【大】本广告位全面优惠招商！欢迎大家投放广告！广告投放联系方式对我厂锅炉而言，影响煤耗的因素主要有三类：煤质、运行工况和锅炉自身热效率。
查找煤耗偏高的原因，需要对各影响因素进行定量测定分析。
测定锅炉热效率，通常采用反平衡试验法。
本文对此方法进行了介绍，并简化了计算过程，可用于日常锅炉效率监控。
1 反平衡法关键参数的确定众所周知，反平衡法热效率计算公式为：η = 100-（q2+q3+q4+q5+q6）计算的关键是各项热损失参数的确定。
1.1 排烟热损失q2排烟热损失q2是由于锅炉排烟带走了一部分热量造成的热损失，其大小与烟气量、排烟与基准温度、烟气中水蒸汽的显热有关。
我厂燃煤介于无烟煤和贫煤之间，计算q2可采用如下简化公式：q2 =（3.55αpy+0.44）×（tpy-t0）/100式中，αpy——排烟处过量空气系数，我厂锅炉可取为1.45tpy——排烟温度，℃t0 ——基准温度，℃1.2 化学不完全燃烧热损失q3化学不完全燃烧热损失q3是由于烟气中含有可燃气体CO造成的热损失，主要受燃料性质、过量空气系数、炉内温度和空气动力状况等影响，可采用下列经验公式计算：q3 =0.032αpy CO×100%式中，CO——排烟的干烟气中一氧化碳的容积含量百分率，%我厂锅炉q3可估算为0.5%。
1.3 机械未完全燃烧热损失q4机械未完全燃烧热损失q4主要是由锅炉烟气带走的飞灰和炉底放出的炉渣中含有未参加燃烧的碳所造成的，取决于燃料性质和运行人员的操作水平，简化计算公式为：Q4 =337.27×Aar×Cfh/[ Qnet.ar×(100-Cfh)]式中，Aar——入炉煤收到基灰分含量百分，%Cfh——飞灰可燃物含量，%Qnet.ar——入炉煤收到基低位发热量，kJ/kg1.4 散热损失q5散热损失q5是锅炉范围内炉墙、管道向四周环境散失的热量占总输入热量的百分率，计算公式为：Q5 =5.82×De0.62/D式中，De——锅炉的额定负荷，t/hD ——锅炉的实际负荷，t/h1.5 灰渣物理热损失q6灰渣物理热损失q6包括灰渣带走的热损失和冷却热损失。
XXXXXXXXXX 冷凝水热回收方案北京华商能源管理有限公司XXXX年X月一、工程概况：本建筑XXXXXXXXXX,锅炉房现有两台燃煤锅炉，一台蒸发量为15t/h, 另一台蒸发量为20t/h。
冬季使用蒸发量为20t/h的锅炉，其余时间使用蒸发量为15t/h的锅炉。
贵单位的用汽点如下：A、洗衣房，蒸汽压力6~7barg,用量约 2 t/h ；B、游泳池，蒸汽压力3~4barg，用量约 1 t/h ；C、卫生热水(共3台换热器，一用两备)，蒸汽压力3~4barg,用量约 4.5 t/h ；现在每天蒸汽用量大约为120t/天。
冷凝水回收率约80%。
（由于没有计量装臵，因此，锅炉生产蒸汽以及各处使用蒸汽的量没有准确数值，只能估计，这不便于管理层对成本进行准确计算和考核）。
所有用汽设备产生的冷凝水汇入一条总管，回到锅炉房冷水箱，此水箱为开放式，上部有一个DN250的开口，冷凝水产生的二次蒸汽通过向上的管道直接排放到大气中。
在楼顶的排放口周围白色水汽缭绕，浪费了能源。
冷水箱的水通过泵进入锅炉给水箱，锅炉给水采用化学除氧，给水温度基本保持在50℃~60℃。
冷水箱容积约8立方米，锅炉给水箱为长方形，容积约14立方米。
二、编制依据：《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002) 《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）《建筑给排水及采暖工程施工质量及验收规范》(GB50242-2002)三、方案描述：冷凝水是一种价值很高的资源，即使回收很少量的冷凝水在经济上也是相当可观的。
高温冷凝水产生的闪蒸蒸汽除了含有热量外，冷凝后就是蒸馏水：是理想的锅炉给水，最有效的安装是收集闪蒸蒸汽进入锅炉的给水箱、除氧器中，全部回收利用。
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：。
