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全冷凝高效燃油(气)蒸汽锅炉

一、工作原理

以燃气全冷凝锅炉为例

天然气主要是碳(c)和氢(h)两元素组成。其主要成分如下:

95%ch4(甲烷)+2.4%cnhn(烷酊类混合物)+1.0%h2(氢气)+0.1%co(一氧化碳)+0.5% co2(二氧化碳)+1.0%n2(氮气)

含在天然气中的氢(h)在锅炉内部燃烧时与氧气中的氧(o)结合成水。生成的水从燃料燃烧时产生的热量(称为高位发热量)中吸收约10%的汽化热而变成水蒸汽,与排出的烟气一道排出。如下等式:

燃气高位发热量9450kcal/nm3—汽化热950kcal/nm3(潜热)=低位发热量8500kcal/nm3

每1nm3天然气燃烧后可以产生1.7kg水蒸汽,可见里面含有可观的汽化潜热,约4000kj,占天然气高位发热量的10%左右。在排烟较高时(传统锅炉排烟温度大约在250℃左右),水蒸汽不能冷却凝结放出热量,随烟气排放而浪费,且高温烟气中含有大量显热也一起被浪费掉,形成很大的排烟损失。因此传统锅炉热效率是以低位发热值计算所得,一般只能达到88%~92%。根据最新的国家强制节能规范(tsgg0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》的要求(控制排烟温度≤170℃),现一般采用在锅炉排烟口处加装节能器,利用锅炉补给水冷却烟气,排烟温度可控制在150℃左右。但也只是吸收了一部分烟气中的显热而已,水蒸汽中的潜热未能吸收。

全冷凝高效吸收原理是通过优化锅炉本体的受热面,大量吸收热量降低排烟温度(250℃左右),再运用高效翅片管节能器(高温给水加热器)利用锅炉补给水冷却烟气降低排烟温度(150℃左右),最后采用耐腐蚀高效翅片管冷凝换热器(低温给水预加热器),利用温度较低的锅炉补给水再次冷却烟气降低排烟温度(<65℃),烟气中的水蒸汽冷凝成水释放潜热,实现烟气中显热和水蒸汽凝结潜热同时释放,将换热器中的低温补给水或热媒水被加热进入锅炉,达到热能回收,提高锅炉效率。采用燃料高位发热量计算,效率可达100%以上;采用燃料低位发热量计算达97%以上。原理图如下:

(另图)

燃油锅炉烟气中水蒸汽容积含量约为12~13%,同样可得到有效的烟气回收利用,提高锅炉运行效率和节约燃料。

二、发展趋势

冷凝式锅炉起源于欧洲,由荷兰率先将冷凝式锅炉应用在大中型工业锅炉上。由于冷凝式锅炉具有传统锅炉的共性外,还具有明显的燃料节约特点,热效率高达103%以上,大大降低了燃料耗量,同时烟气中的so2和nox等有害成分也大大降低,降低了有害气体的排放。因此冷凝式锅炉在欧洲国家得到了政府政策的支持和推广运用,代表着最先进的高效节能环保锅炉的标志和发展方向。

三、性能特点

1、高效节能

采用锅炉本体受热面和低温扩展受热面(节能器和冷凝器)的有机完美整合,通过低温水与高温尾气充分换热,大量吸收烟气热量并有效回收利用,大幅度降低热量散失和燃料消耗,提高锅炉运行效率(达100%以上,排烟温度低于65℃)。

2、清洁环保

普通燃气锅炉排烟中co2含量约为10%,nox含量约为60~80ppm,而全冷凝式燃气锅炉排烟中co2含量约为6~7%,nox含量在20ppm以下,含量明显低于普通锅炉。同时co2和nox在全冷凝锅炉的尾部烟道中与冷凝结露的h2o结合生成对应的酸,并随着凝结水从排放管排至中和池进行中和处理,最大程度减少有害气体对大气的污染。

3、结构合理

全冷凝卧式高效燃油(气)蒸汽锅炉本体采用湿背式中心低位对称布置,能改善炉体的应力分布,结构稳健,蒸汽空间大,使用寿命长。

波纹炉胆和螺纹烟管的应用,既增强了换热效果,又缓解热胀冷缩对燃烧室的损伤。

锅炉、内置一级节能器、外置二级冷凝器一体化组合结构,既提高锅炉效率,又使锅炉结构紧凑美观,占地小,简化现场安装工作量,节约锅炉房建设用地和基建成本。外置冷凝器使用耐腐蚀材料,使用寿命长。

4、保养方便

设置便捷式全开启高密封性烟箱门,锅炉后部设置防爆装置、检查门、观火孔,炉体设置人孔、手孔,方便检修。

5、使用便捷安全

配置国内外优质控制元器件、泵阀、全自动控制系统和世界知名品牌燃烧器,运行稳定可靠,安全保护功能齐全,操作简单便捷,自动化程度高。

6、优质服务

安信为您提供全年7×24小时优质的技术咨询和服务,为用户提供方案设计和使用维护服务,定期举办用户培训。产品投入运行后服务部门为用户建立用户档案及进行定期和不定期的回访跟踪,随时提供优质快捷服务。

项目(item) wns0.5 wns0.75 wns1 wns1.5 wns2 wns3
-y(q) -y(q) -y(q) -y(q) -y(q) -y(q)
额定蒸发量(rated evaporation) kg/h 500 750 1000 1500 2000 3000
工作压力(working pressure) mpa 0.7 1.0 0.7 0.7 1.0 1.0 1.25 1.0 1.25 1.0 1.25
工作温度(working temperature) 171 184 171 171 184 184 193 184 193 184 193
给水温度(feed water temperature) 20
热效率(efficiency) % 94.39 94.19 94.61 95.26 95.06 94.46 94.35 96.01 95.91 96 96
水容量(water capacity ) l 1643 1643 2215 2410 3200 3650 3650 5000 5000 5500 5500
蒸汽出口(water outlet) mm 50 50 50 50 50 65 65 65 65 80 80
进水口(feed water inlet) mm 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40
排污阀(drain valve) mm 40 40 40 40 40 50 50 50 50 50 50
安全阀(safety valve) mm 40 40 40×2 40×2 40×2 40×2 40×2 40×2 40×2 50×2 50×2
烟道口(chimney) mm 219 280 280 330 330 400
外形尺寸(size) 长(length) mm 3100 3100 3200 3200 3400 3605 3605 4150 4150 4500 4500
宽(width) mm 2150 2150 1900 1860 1900 1850 1850 2200 2200 2150 2150
高(height) mm 1870 1870 2160 2226 2250 2200 2200 2500 2500 3000 3000
运输重量(transport weight) kg 3000 3200 3880 4800 4960 5940 6230 7400 7860 10200 10800
底座尺寸(size of base) mm 1000 1000 1050 1150 1150 1200 1200 1300 1300 1400 1400
mm 2000 2000 2100 2800 2800 3000 3000 3350 3350 3930 3930
燃料消耗(fuel consumption) 轻油(light oil) kg/h 33.06 33.27 49.6 64.76 71 101.1 101.1 129 142 210 210
天然气(l.n.g) nm3/h 40.11 40.37 60.2 78.59 83.6 122.3 122.3 157 167 250 250
城市煤气(c.g) nm3/h 81.6 82.2 128.1 164.2 174.7 259.9 259.9 333.6 354.8 531.2 531.2
项目(item) wns4 wns6 wns8 wns10 wns12 wns15 wns20
-y(q) -y(q) -y(q) -y(q) -y(q) -y(q) -y(q)
额定蒸发量(rated evaporation) kg/h 4000 6000 8000 10000 12000 15000 20000
工作压力(working pressure) mpa 1.0 1.25 1.25 1.6 1.25 1.6 1.25 1.6 1.25 1.25 1.25
工作温度(working temperature) 184 193 193 204 193 204 193 204 193 193 193
给水温度(feed water temperature) 20 104
热效率(efficiency) % 96.5 96.5 96.58 96.58 96.6 96.6 97 97 96.3 96.4 96.2
水容量(water capacity ) l 8900 8900 10300 10300 14800 14800 17000 17000 21000 28700 31700
蒸汽出口(water outlet) mm 100 100 125 125 125 125 150 150 150 200 200
进水口(feed water inlet) mm 40 40 40 40 40 40 40 40 50 65 80
排污阀(drain valve) mm 50 50 50×2 50×2 50×2 50×2 50×2 50×2 50×3 50×3 50×3
安全阀(safety valve) mm 50×2 50×2 65×2 65×2 65×2 65×2 80×2 80×2 80×2 100×2 100×2
烟道口(chimney) mm 450 600 650 750 900 1000 1200
外形尺寸(size) 长(length) mm 5250 5250 6200 6200 6820 6820 7300 7300 7800 8300 8700
宽(width) mm 2300 2300 2500 2500 2840 2840 3350 3350 3350 3400 3700
高(height) mm 2750 2750 3100 3100 3200 3200 3450 3450 3450 3800 3800
运输重量(transport weight) kg 11720 12500 18300 19500 22610 23200 28800 30150 31000 40000 44000
底座尺寸(size of base) mm 1600 1600 2000 2000 2100 2100 2300 2300 2500 2500 2800
mm 4250 4250 5770 5770 6250 6250 6540 6540 6700 7000 7200
燃料消耗(fuel consumption) 轻油(light oil) kg/h 275.6 275.6 387.75 337.4 451.5 451.5 606 606 714 835 1243
天然气(l.n.g) nm3/h 332.4 332.4 470 407.12 543.6 543.6 723 723 860 1006 1448
城市煤气(c.g) nm3/h 706.35 706.35 998.8 955.2 1275 1275 1536.4 1536.4 1900 2363 3160


来源:南京骏科热能设备有限公司发表于:2015.08.26
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