天然气锅炉烟气余热回收与效率
维普资讯 http:/www/.qcvi.pco
m区
供 域
热20 0 3 4.
期天 然气 锅炉 气 烟余热 收回 效与 率
京北市 热 力集 热 源公 团 司 王 智民
天
气 然锅炉 在 都 普首及 推 广 有已 6~7 年 了 , 中有 原 燃其煤 炉 改 造 为 然 天 的 锅 炉 ,
有 气的从设是计 、制 造就是 天 然气 锅 炉 。天 气 然
其成他分 约 占 3%左右, 不矿同 不、同 时 间也不完全 同。相
一是种清洁 料 , 已燃 为人们 认 识 ,但 天气 然 及其 燃 烧 的 产物 的特 ,并点 不是 所 有 人 十都 清分楚 。 燃煤 改 气 的燃锅炉 及 设 计 制 的 天 然
造 气 炉 锅有 些 设计 参 都 数 用沿原 燃 锅煤 炉,这 种 法作不并分合十理 。
一
(
)4 然 天 气 炉锅热 损 失 只 中有 排 烟热 损 失 最大 6~8占% 炉 体,散 损热失 占 1 约, % 化 未学 完
全 燃 烧 损几失乎 0为 (5 热年 平衡 测 3试 0 多
次均台 为0) 而体散热炉 失的损 1,%变化 小 很 ,决 定 锅 炉效 率的 有 排 烟只 损热 了 失 。
(5) 排 热 损烟失 又 分 为 烟 气的显热 ,即 不
、
天然气 锅炉 的理 念
1
、燃煤工 业锅 炉 :
成同 分的烟 气 较 由 高 度温 降至 较 低温 可度释 放 出 来的 热量 再 有 。 就 汽 是 潜化 ( 热不在位
热低值之内 ) 即,蒸 汽 凝结 成 温同 度的 水 释时放 出 来 热 的 。量此部 分 热 量或 凝结 水量 由 排烟 度温 定决 ,排 温度越低 烟,凝 结水 量越 大 ,释 放热出量 越 多 。( 从 6 o℃ 下以开 始 凝 结) 收 此回量 热较困比难且一需定件条 。
原燃煤工 锅业 以 炉3 0~4 0T /H 例 ,一为 般设 计效 率为8 0 % 左 右 , 排烟 温 为 1度 60~ 一
1
8  ̄ 0C 实, 效 际率 一 在般 75 左% 右 煤, 含中硫 为 般1—2 %。 损热 失种 类 和数 较量多 尤其, 是 排 烟 热 损失 ,为 避 开露 点造 成 尾部 烟 道 酸 性腐 蚀 将, 烟温排度 设 计 1 6 0为1~ 08% ,甚至
020  ̄C 此, 失 损81~0 % 左 右。 2 、 燃用天 然 的气 点 特 : ( )1天 然 气 中 硫 为百含 万分 之二 是, 煤 中 含硫的万 分之一 。
(、 )6 天然 气锅 烟炉 中气 含 水 蒸 汽 量 多较, 每 方立 米 天然 气 燃 可烧产生 约 1.8 K g 水份 ,
一炉台 小一时 运 行 可产 生 几 吨 水 的, 此水
收稍加处理 ,回可做软化水加 以 用利 3。 、天然气
锅炉热的效 率 。
( 2
) 然 气天 及燃 烧 产物不 含 任 何 灰 及尘
我 们计 算锅 炉 的热效 率 论无 正 平是 衡 是还 平 反衡 都 是用 低位热 值。过 去 燃煤 炉 如 此 , 现在 天 然 气 锅炉 仍 如 然此 。现 天在 气 锅 然 炉 设 计率都在 效9 09 3 ~% 间之 实,际 运 行 中也 是如 ,此燃比煤 要高 多 得 , 中损 失其 主要是 排 烟损 , 失 如果将 排 烟温 度 至 6 降0  ̄,C大 部分 显 热得 以回收 , 锅效率可炉高 至提9 8% ,如 果将 烟温度排降至 5 %, 0可回收 小 部 分 热潜 , 炉 效 率 可锅提高 至 1 0 %, 3降至 4 如0℃, 率可效提 高 至 10 6 % ,理 论最终可提上高 至 1 1 1 %。 为 什锅么效炉能超过 1 0率 %0 ? 呢 为因我 是 以们
颗
物 粒 , 对 热受面 无 损磨 。(3 天)然 气要 主烷 类由组 成 ,主要元 素 H 为和C , 燃烧 主后 要产 物 C( 及 hI- h O蒸 汽, 有 空 还气
中 的N, 氮 的体积 含量 约 7 2占 . 4%, 水 蒸汽
量 约含占 1 8 二而氧 化 碳含量 占 8. 6 %, 其 余 气体 总 含 不 到 量 1%。天 热 气炉锅 燃 时几烧 种
要 主成分 的 学 反化应 平 衡 方 程 式下 : 如 甲 C 烷H 42 +02 C=O 2 +2H 2 0 约占 9 0 乙% 烷 2C2 H6 + (7 h4= ( C+6 h 1 - 12 约0占5 % 丙 烷 C H38+5 0 2 =3 C 0 +24H 20约 占 %2 一
8
一
维普资
讯htt:/pw/w.wqcvp.coi
m区域
热
2 供00 .3 期 4
低 位 热 值基 为 准, 而回收烟热量气 时 ,当排烟 温度 于低6 0 以℃ ,把后部 分 位低 热 之值 外的 量 即热 汽化 潜热 (高位 值热含 此热 量) 也 不 同 程度回 收 。 此 量 热 回收到 一定 程 度 时 , 总效 率 超即 过1 00 ,% 因此 天然 气 锅炉 效率超 过 1 00%并非 不可 能 。 4 、根据 述特上 点,本人 于9 8年 申 请天了 然气锅 炉 有 关烟气 余热 回收 专利 ,并 于 当 年授 予利权 专。 、二天 然气 锅 炉 用使 现况 北 京 力 集热 团 热源公 司 左 家庄 供 热 厂 3 1 号炉 为 热水锅 炉 , 型号 为 DHL 25 0 01 — 6/ 5 10。设 计 力出2 9 M , W压力 1. 57 Mp a, 出 温水 度 5 01 C, 进水  ̄温 9度 0 ,℃ 量 4 1 0 M 流 / ,H 排 温烟 度1 7  ̄0C , 效率 8 0% , 为 燃原
煤 锅炉 ,1 99 年8 为改 天 然 气锅 炉。其 参它数变 未, 率效 重新设计 为 90 , 几%年行正 运 , 运常 参行数 除 供 水回 温度 为 6—1 200 ℃左 右 外 ,之其 它 与设 计 符相 。 200 年2将 两 空级 气 预 器热 为改烟 水 热器 , 换 热 换 器的来水 为统系回水 , 出 水 与 总炉出混水 ,合 与炉内 水系 无统关 。运 行一 个 多月 后,2 0 0 3年 1月 28 Et由 北京 市节 能 监测 进 行 站热平 衡 测试, 在进 水 温度为 61 .7  ̄5C 时排 烟温 为度 6 8 8 6. ,℃总循 环水量 4 58 M /H , 总出 力 为32 . 1 2 M ,W正 平效率 9 7衡. 41 % , 反 衡效平 率95 . 9 9 % ,平 均 效率9 6 . 7% ,平 均 效率提 高6 .7 % ,力 出提高 1 0. 67 %, 到达 预 期 果效 按, 额定 出 力 计 算 , 每小 时 节约 天然 气 2 2 4 .4 5 M , 折人 民币合4 0 元 4 , 天 节 每约 天然 气 5 38 .68 M ,折合人 民币9 69 6元 如 果 回水 。 温 度再低 或 用于 补 水量 大的 蒸汽 锅炉, 回 收 部 分汽 潜化 热效 率 能 可超过 1 0 0% 对 , 低温 供 度热 的 天 然气锅 炉 (水供8 0 9 0 C ̄, 回水
4 0—5 0 ℃)效 率于高 10 % 是0 较比 容 实易
的。 现 、三改 造潜 力1 、不 论 采 取 么方什法 ,只要 将 排 烟温 度
低降到 一 定 程 度就能 回 收 大 量 余 热 的如, 烟 气温 降度 至 0 3, 其效 可达率 1 0 8,%至 于 降低 排 烟 温度 方 法将 除 原空 预 气热 器 为 改省煤 器( 热换 器) 入通 低 较温度 的水 也, 可 在 室外 烟 道 加 换 热 器 。 总之 根 据 不炉同 型,不 同运 行 条 件 系及统 有 利 条 件 ,施实法 方尽相 同不; 另 还外 可 取采 吸 式收 冷 ,热 泵 制技 使术低 温 水 通烟人换热道器 来实 现。 2 、烟 气温 降度 至 0 6 以上℃ , 般 一 提 高 可效 率5— 6, % 改造比较 简 , 投单少资, 一运 个 季 (行 1 0天2 )即 收可回投 资 , 常年 运行 锅的炉 更是 必有要 进 行 改 造 。 上 如 一 台炉 述全 年 运 行 ,年可一约 天然节气用为 费30 万 0 元 ,非是 常 观可 。 的3、 北 京 是 用燃 天然 气的 城 , 市 清 洁贵昂的 料 不燃 可 费 。浪北 京每年 将消 耗 几亿十立 方 米 天然 气 , 如果平 均 率 提 高效
5 % 每,年 即 可 节约 1 2亿—立 方 天米 然 气, 合折 3 亿 元,且况天然 气 是 不 可 再 生重 要的能 源 。 4 、 从 然 天气 锅 炉的设 计部 门 、 制造部 门、 使 用 位 都 应单考 虑 效 率 问 题至, 少 第一 步 提应 高至 79% 右左, 然 后虑考高 提 1 至0 5。% 5 、 排 烟如温 度 降 6至0 ℃ 以 , 下由低 温于 排 放 , 会减 少很 多染污 物 排出 , C如O 2 、 N O , 较及多 量热。但 凝 结 中水会出现 微弱 酸性 , H值P一 般 5 为 ±0. 5 , 对低 温热受面可能会 出现度酸性轻 腐蚀 , 可 凝 将 水结及时 排 处 除 后理回 收,避 堆 免浓积 , 缩起引蚀腐 。些腐蚀这管存在尽, 起比燃 煤 要轻 得多了 ,如设 计 稍 时加考 虑,就 可 免 。避
供《 热空 设调备 和系 运 统 行护 维 "  ̄J、I IL 、 诊 断 术指技 南 》 征 集企业 产 介品绍的 通告
< 供热 空 设 调和备 系统 行运 维 、 节能护、 诊 断技 术南指 》一 技 术、施 工人员 和 建筑设 人员备 阅 ,读同 时可又 作为等院校高相 书 由 中国 筑建科 学研究 院 空 气 调研 节所 究李先 瑞 研究 主 员关 专和业业职培训的教学 参考。 书以中图 片 、正 文图表、 附录或 编 清 华,大 石学 玉教 兆 主审 授中 ,国电 出力版社 出版 . 01 万 0 插页等式对企形业产品 进介行 。绍 包制冷 机、 括调机 空 、冷却 、塔 字左 ,右估 价 O5 . oo 元。 锅炉 、 烧器 、燃 给水 锅炉与 处理 水、保 温 、管 给水 装 置 、节 能装 置 、清大学华,北京 建工学 ,中院国空航划设规 计究研院多等 自控制 、 动安 装置 、全除尘 消烟置 、装采 散暖 设备 、热热 交 器 、换 家 院和企业参校 了与本 的书编辑 ,国是内 一本 第统系绍供热 自介动制装 控等集置 中 热供 、调系统相关产 空。 品调设计空 系统的和行维 运、护节 能、 断技诊的术南指 书籍 性, 并 刊登 企请业供提产品效有证明, 将材料 样本或寄至 : 编译 有量大国外论文的新 技术 、 及新料 材和新方法介 绍 。 京北 市复 路兴 83号九 州 大 3 厦0 室 6 邮( :编 10 0 8 5 6 ) 本书 用适于热 力 公司、房 产 开地企发 业 物业、 管理公 、司 谭 舰翔收 热 力 公司的供 热 空系 统调行运 管 人 员理以及 事从供热 调空的 ( 0 1) 3 80 1 26 4 6 97 E— a i l : m i xa n ̄i a n c @h i a n .co n
r—
9
一