燃气锅炉烟气冷凝余热深度回收与除雾工程实测分析
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燃气装置烟气余热回收分析与设计随着全球节能减排意识的不断提高,燃气装置烟气余热回收技术备受重视。
在各种工业、能源等领域,大量的能源被消耗掉,并导致了大量的烟气排放。
如果能有效回收这些烟气所包含的余热,不仅可以降低能源消耗、减少烟气排放,同时也可以提高生产效率,从而实现经济效益和环境效益的双赢。
因此,燃气装置烟气余热回收已经成为一个热门领域,并且有很大的研究和应用价值。
一、燃气装置烟气余热回收的原理燃气装置烟气余热回收的原理是通过利用烟气中所包含的高温热能,实现热能的回收和再利用。
通常情况下,燃气装置中的烟气温度通常在300℃以上,局部甚至可以达到1000℃以上。
这就意味着,烟气中所含有的热能极为巨大,但如果不加以利用,这些热能就会直接排放到大气中,成为一种能源浪费,同时也会污染环境。
因此,有效地回收烟气中的余热就显得尤为重要。
燃气装置烟气余热回收的流程通常包括三个部分:烟气预处理、余热回收设备和余热回收利用。
二、烟气预处理烟气预处理的主要目的是减少烟气中的灰尘和硫酸盐等有害物质,从而保证余热回收设备的正常运行。
预处理的方法通常采用灰尘捕捉器和脱硫设备,灰尘捕捉器通常采用电除尘器、旋风分离器、过滤器等,脱硫设备采用湿法和干法两种方法,其中湿法更为常见。
三、余热回收设备余热回收设备的主要目的是将烟气中所含有的热能转化为热水或蒸汽等形式被再次利用。
目前,常见的余热回收设备包括换热器、蒸汽发生器和热能储存器等。
换热器是烟气温度下降的一个重要设备,其原理是利用烟气中的热能与其他工艺流体进行热交换,从而将烟气温度降至更低的温度。
根据换热方式的不同,换热器可以分为管壳式、板式、螺旋式、翅片式等多种类型。
蒸汽发生器可以将烟气中的蒸汽转化为热水或其他形式,从而做到更好的热能回收,减少烟气的排放。
一般情况下,蒸汽发生器的回收效率非常高,同时对于比较干净的烟气也有很好的利用效果。
热能储存器则是对大量的热能在存储和再利用方面的设计。
1 项目概述某热源厂现有4台水煤浆锅炉用来供热,总负荷为280 MW,现在对4台锅炉排烟系统增设烟气余热回收系统,余热回收量按照实际供暖负荷计算考虑4台锅炉满负荷运行计算,利用吸收式热泵机组来回收烟气余热用于冬季供暖,将烟气温度降至25 ℃排至大气。
热网水经热泵加热后,再进锅炉加热至指定温度送至用热场所。
经过计算,配置了2台直燃型吸收式热泵、2台热泵喷淋塔及2台锅炉喷淋塔用于余热回收利用。
系统全年回收烟气余量33万GJ,回收烟气凝结水13.8万t。
系统新增电耗约958 kWh,系统设备及烟道改造引入阻力约350 Pa,年消耗30%液碱172.8 t,系统运行年运行成本295.3万元,年节能收益1 709万元,额定年纯收益1 414万元,静态投资回收期 4.2年。
2 技术原理供暖燃煤锅炉在运行时会排放大量的高温烟气,烟气经过除尘、脱硫、湿电除尘后排入大气,湿电除尘后排烟温度约为52 ℃,烟气蕴含大量的潜热,直接排放不仅带来了能源的浪费,而且由于湿度较高,会形成烟囱冒“白烟”现象[1]。
烟气消白-余热回收技术在脱硫塔后新设置了1个直接接触式喷淋换热器,喷淋换热器可以直接替代部分烟道与脱硫塔串联布置。
烟气进入喷淋换热器之后,与其中的低温喷淋水直接接触换热降温,温度降低至露点以下,烟气水蒸气冷凝成水并释放出大量的潜热。
升温后的喷淋水进入蓄水池,进行沉淀过滤,过滤后的清水在主循环泵的作用下进入吸收式热泵蒸发器作为低温热源。
过滤产生的污水及大量的烟气凝水则进入污水处理设备进行净化处理,净化合格的水作为脱硫塔的工艺补水或其他工艺补水。
吸收式热泵机组以燃气驱动运转,从喷淋水中提取热量,将需要加热的工艺循环水加热,在热泵机组中降温的中介水再返回喷淋换热器,完成一整套循环[2]。
湿法脱硫工艺的广泛应用为低品位的烟气余热回收技术带来了条件。
经过湿法脱硫处理后,高温干烟气转变为低温饱和烟气,同时硫含量大大降低,腐蚀问题得以缓解。
区域供热2019.5期1引言为解决传统区域集中供热与环境污染之间的矛盾,燃气锅炉供热被广泛应用于区域集中供热工程。
但是,天然气供热具有燃料成本高、烟气水蒸气含量大、排烟温度较低等特点。
同时,日益提高的环保要求对燃气锅炉运行过程中产生的湿烟羽现象也有了更高的要求。
因此燃气锅炉烟气具有很大的后处理空间,对烟气余热进行深度利用,回收烟气中的冷凝水,从而达到提高能源利用率与资源回收率的目的,并取得烟气消湿羽的效果。
在燃气热水锅炉烟气余热利用及消白雾技术中,烟气焓值及冷凝水量对具体工艺方案起到决定性作用。
因此,准确的烟气焓值分燃气热水锅炉烟气余热利用及消白雾技术分析与热能计算中国中元国际工程有限公司王皓李军王霄楠北京市特得热力技术发展有限责任公司宋磊【摘要】近年来随着节能、环保要求的逐渐提高,烟气余热利用与消白雾技术在燃气热水锅炉得以大量应用。
本文简要说明了烟气余热及消白雾的技术原理,并通对烟气成分的分析,结合空气焓湿图计算公式,拟合计算烟气的凝结水量、含湿量、烟气比焓和再热状态点,进而计算系统不同阶段的热量变化和系统热效率,为燃气热水锅炉烟气余热利用及消白雾技术的研究和应用提供了参考。
【关键词】烟气;余热回收;消白雾;冷凝;供热DOI编码:10.16641/11-3241/tk.2019.05.022Absrtact:In recent years,with the gradual improvement of energy saving and environmental protection requirements,flue gas waste heat utilization and white fog elimination technology have been widely used in gas-fired hot water boilers.In this paper,the technical principle of utilization of Waste Heat from Flue Gaswaste and the elimination of white fog is briefly explained.Based on the analysis of flue gas composition and the calculation formula of air enthalpy-humidity diagram,the of condensation water content,moisture content,specific enthalpy of flue gas and reheat state points of flue gas are fitted and calculated,and then the heat change and system thermal efficiency at different stages of the system are calculated.It provides a reference for the research and application of gas hot water boiler flue gas waste heat utilization and white fog elimination technology. Keywords:flue gas;waste heat recovery;white fog elimination;condensation;heating139--区域供热2019.5期析与冷凝水量计算是燃气热水锅炉烟气余热利用及消白雾技术的核心,对于燃气锅炉烟气余热利用的工程实践及技术发展具有重要意义。
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。