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【余热回收技术】燃气锅炉余热回收技术
添加时间:2019-12-02

由于我国工业多年的发展,以煤为主要燃料的工业锅炉仍处于主导地位。为了适应国情,工业的快速发展也造成了日益严重的空气污染,如雾霾等,国家在认识到这一点后,出台了许多工业发展中的环境保护政策。

天然气工业的快速发展也给环境保护带来了曙光。以这种清洁能源为燃料的锅炉数量将逐步增加。与燃煤相比,天然气燃烧排放的SO2和NOx含量虽然很小,降低了对环境的压力,但燃烧后产生的大量水蒸气随高温烟气排入环境,造成能源的严重浪费。利用冷凝锅炉回收高温烟气中的显热和潜热,可以充分利用能源,降低运行成本。

一、环保锅炉的秘诀:冷凝器置换器

冷凝换热器是在天然气锅炉尾部增设余热回收装置。当烟气通过通道内的传热面时,温度降到露点以下,使废气中水汽凝结释放的潜热转移到回收介质中,使废气中的大量能量得以回收利用,从而达到节能环保的效果。随着制造业的不断发展,各种新型高效的冷凝换热装置层出不穷,其结构和实际余热回收效果都有了很大的改善。

二、烟气分析

烟气中的热量存在显热和潜热两种形式,因此锅炉的热损失也由烟气的显热损失和潜热损失组成。显热损失取决于烟气温度和烟气组分的热容,潜热损失取决于烟气中水汽的含量。当水蒸气凝结时,烟气中存在着复杂的现象:由于水蒸气的分压较低,且主要的不凝气体在凝结液膜附近,如N2、CO2、O2等。,烟气中的水蒸气需要通过非冷凝气层到达液膜表面进行冷凝。烟气中水蒸气凝结率等于单位体积天然气燃烧产生的凝结水与燃烧产生的水蒸气之比,其中,燃烧产生的水蒸气包括天然气燃烧产生的水蒸气和空气、气体带来的水蒸气。

只有烟气中的潜热对锅炉的热效率有很大的影响。如果能将排气温度降低到露点以下以回收潜热,根据低热输出计算的热效率至少可以提高到10%。而且随着烟气温度的降低,烟气的显热损失也会相对减小,因此热效率的提高会更加明显,这进一步证明降低烟气温度对锅炉效率的提高具有重要意义。

废气中水汽的潜热只有在57以下才能回收。可回收的热量取决于所需的利用温度和利用率。如果温度接近废气的露点,只能回收较少的热量。利用温度越低,回收的热量越多。因此,余热和冷水在低温下可获得较高的回收率,高温时的输出热能将减少到可回收的能量量。

三、余热回收

余热回收装置的管束设计为膜管束(或H形管束)。这种结构迫使烟气流向层流,并且管排之间没有烟气干扰。在相同的烟气速度下,与螺旋翅片式和光管式相比,它是最耐磨的受热面布置方式。此外,由于各烟道边界管排与烟气之间的摩擦,形成了中低速两侧高流速的分布模式。因此,靠近管壁的烟气流速低于平均值,烟气扰动相对较弱,减轻了飞灰对省煤器的磨损。另外,烟气流速对受热面磨损的影响较大。受热面布置时,烟气流速不宜过大。在设计中,通过调整管排的横向截距,可以改变受热面烟气的流速,有效地避免了余热回收装置管排的磨损。

锅炉整个烟道的阻力主要由引风机和烟囱的自吸力来克服,其中引风机是主要因素。安装余热锅炉后,锅炉的烟气阻力将增加。以某电厂3号炉的热力计算结果为例,烟道阻力增加约70pa,安装余热回收装置时是否对引风机进行改造,并进一步提高出力,保证余热安装后锅炉本体的正常运行恢复设备取决于现场条件。

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的溶盐能力有很大的不同。在余热回收系统中,温度不超过120℃,整个系统仍处于液相状态,管道内壁结垢问题小。

1、与煤和石油相比,天然气是一种非常理想的清洁能源。废气对环境的压力较小,非常适合改造为冷凝式余热回收锅炉,提高锅炉的利用效率。

2、天然气锅炉排放的烟气中含有一定量的水蒸气。如果将废气温度降至露点以下,回收水蒸气释放的气化潜热,锅炉效率可提高10%以上。

3、合理设置关键技术参数,可以实现余热回收系统的长期稳定运行。国内一些电厂成功地设计安装了余热回收系统,给电厂带来了良好的经济效益。