冷凝式锅炉就是利用高效的烟气冷凝余热回收装置来吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热,以达到提高锅炉热效率的目的。 传统锅炉中,排烟温度一般在160~ 250℃,烟气中的水蒸汽仍处于过热状态,不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。众所周知,锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得,未考虑燃料高位发热值中汽化潜热量的热损失。因此传统锅炉热效率一般只能达到87%~91%。而冷凝式余热回收锅炉,它把排烟温度降低到50~70℃,充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热。以天然气为燃料的冷凝余热回收锅炉烟气中水蒸汽容积成分一般为15%~19%,燃油锅炉烟气中水蒸汽含量为10%~12%,远高于燃煤锅炉产生的烟气中6%以下的水蒸汽含量。目前锅炉热效率均以低位发热量计算,尽管名义上热效率较高,但由于天然气高、低位发热量值相差10%左右,实际能源利用率尚待提高。为了充分利用能源,降低排烟温度,回收烟气的物理热能,当换热器壁面温度低于烟气的露点温度时,烟气中的水蒸汽将被冷凝,释放潜热,10%的高低位发热量差就能被有效利用。 冷凝式锅炉能够回收烟气中水蒸汽潜热的多少与锅炉所使用的燃料种类和锅炉的出水温度有关。当无冷凝回收装置的普通锅炉燃烧天然气时,如果锅炉的热效率按燃料低位发热量计算为90%时,采用冷凝式余热回收装置后,排烟温度降到30~50℃,其热效率则会提高到107%左右。在燃料的耗量不变的情况下,供热系统的回水越低,冷凝式余热回收装置回收的热量就越多,锅炉的热效率就越高。 对于冬季使用锅炉提供热能的水环式水源空调,其供热热水温度为30℃,采用冷凝式锅炉比普通热水锅炉节约相当多的运行费用。以100万kcal/h锅炉为例,普通锅炉天然气耗量为126.5Nm3/h(天然气低位热值为8500kcal/Nm3),冷凝式锅炉天然气耗量为110 Nm3/h,如果锅炉每天运转10个小时,采暖周期为100天的话,采用冷凝式锅炉每年可节约天然气16500 Nm3,以天然气价1.8元计,每年节约运行费用2.97万元。 冷凝锅炉工艺设备: 1.排烟余热梯级利用,充分提高锅炉效率; 2. 排烟温度低,热效率高达100.%以上; 3. NOx、COx、SOx等有害物质排放大量减少; 天然气的大部分成分是甲烷(CH4),燃烧产物中水蒸气占18%以上,1立方天然气燃烧后,可产生1.55Kg的水蒸气; 在锅炉排烟的可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热占有很大的份额,大约为3700KJ/Nm3,占天然气低位发热量的10%以上; 普通锅炉燃烧产生的热量80~85%传给了工质,散热占1%左右,而根据燃料的不同,.大的排烟损失可高达高位发热量的20~30%; 对于普通天然气锅炉而言,水蒸气所带走的热损失占整个排烟损失的55%~75%; 将锅炉排烟温度降低到水蒸气露点以上,锅炉效率可提高2~5%,若将排烟温度降低到露点以下,挽回了水蒸气的汽化潜热,可使热效率提高11%~15%以上。