冷凝式锅炉的原理及应用

1、冷凝式锅炉的原理及应用新型冷凝式燃气锅炉季卫江苏天和冷暖设备工程技术有限公司I摘要冷凝式锅炉的应用可以实现突 出节能效果，它的年度使用热效率比现有的高效 锅炉（低温供暖锅炉）高出15%,比过去的传 统锅炉高40%o冷凝的目的是为了回收锅炉烟 气中水蒸气转化为液态水时相变过程中的潜能 （热能）。因此，冷凝锅炉的烟气排放温度很低, 可以达到很好的节能效果和十分明显的低污染排放。在NOx （氮氧化物导致酸雨，破坏大气 层）的排放方面比低温供暖锅炉降低了 1/3,比 过去的传统锅炉降低了 90% o此外，CO2 （二氧 化碳温室效应，使全球升温）的排放降低15%o关键词冷凝锅炉热效率原理应用一.概况随

2、着经济的快速发 展，人类对能源需求的 增加以及人们在环境保 护方面意识的加强，能 源和环保是我们越来越 关心的问题。在锅炉的 节能与环保技术方面，欧洲在上世纪70年代就开始开发、应用高效的冷凝式锅炉。目前欧洲的冷凝式锅炉技术已发图1冷凝锅炉展到热效率可高达109%,而烟气排放的氮氧化合物达到NO” V35mg/kwh的超 低污染排放，比国内传统锅炉节能30%40%,污染排放降低了 90%,锅炉重量 减轻了 2/3,体积减少了 1/2。欧洲现己全面推广使用冷凝锅炉，并有多个国家 开始限制非冷凝式锅炉的使用。二.冷凝锅炉的原理以天然气燃气冷凝式锅炉为例，天然气的可燃成份主要是甲烷CH-,燃烧时 它

3、与空气中氧分子及氮分子结合。ch4 +2 (02+4N2)C02+2H20+8N2 燃烧产物（烟气）1天然J空气之 缶 二氧化碳、水蒸气、氮气 丨f王如果水蒸气冷凝，可产生气（主要是氧气执昌9W烟气，如果水蒸气不处、重冷凝，可产生11W烟气。和氮气）(1M3(10M3 气热值气体）体）根据以上可以看出，燃烧所产生的热值有两种数值，分别把它们称作低位热 值PCI和高位热值PCS。即：低位热值PCI =燃料燃烧后释放的热值，假定燃烧产物中含有的水处于水蒸气状 态；高位热值PCS =燃料燃烧后释放的热值，假定燃烧产物中含有的水处于冷凝状 态O锅炉的热效率也就具有二种数值，取决于它是以低热值（PCI）

4、和高热值（PCS）o这两种热值的差值由于燃料的不同而不同。PCI话的比率天然气液化气燃油煤炭0. 900. 920. 930. 95 至 0. 98不同燃料低热值与高热值的关系表1可以看出，对于天然气而言，PCI/PCS的比值较大。这也正是用天然气作为燃料时，冷凝技术应用的必要性。锅炉的热效率是锅炉的重要性能指标，是选择锅炉的主要考虑参数之一。热效率是锅炉输出的有效热量与其消耗的能量之比，位消耗的能量可用两种不同的方式来表 示，即高热值能量kwhPCS和低位热值能量 kwhPCI。所以对于一台锅炉采用不同的 能量消耗计算方式便可得到两种不同的热效率。在我国计算锅炉的热效率是以低位热值 PCI计

5、算，与欧洲相同，而美国等一些国家则采用高位热值PCS计算。对于天然气而言， 锅炉的高位热值效率 RPCS0.9RPCI低位热值效率。我们通常所见的锅炉，如果热效率为 90%的话，若按高位热值计算，热效率就应该是81%。对于一台天然气燃气锅炉， 如果锅炉的有效输出功率为 90kwh，效率为 90% 的话，那么这台锅炉就有 10kwh 显热损失。这部分显热是通过烟气被排出以及 通过锅炉的壳体对外散失。但是如果以高位热值来计算的话，锅炉还有11kw h的汽化潜热没有被利用，而是以烟气中的水蒸气形式被排出室外了。RPCS 0.9RPCI RPC=I RPC S/0.9=111% 那么，如果以低位热值效

6、率方式表示按高位热值计算的话，天然气燃气 锅炉的最高效率为 111%。冷凝锅炉，就是把传统锅炉中随烟气被排出的热量予以回收，让烟气在低于 露点的温度中冷却，一部分水蒸气在冷凝中释放汽化潜热，同时锅炉也吸收一 部分烟气中的显热。三不同锅炉的比较1普通锅炉我们可以通过以下看出不同的锅炉它们的热效率及能源利用状况：如果以一台输出功率为 1400kw h， 热效率为 90%的普通热水锅炉来计 算，有 10%即 155.6kwh 的显能损耗 和 11%既 171.1 的潜能损耗。若采用 冷凝式锅炉的话，可最高获得 19%的 热量，即 295.6kw h。图 2 普通锅炉的热损失2低温供暖锅炉如果以一台输

7、出功率为 1400kwh，热效 率为 93%的低温供暖热水锅炉来计算， 有 7%即 105.4kwh 的显 能损耗和 11%既 165.6 的潜能损耗。 若采用冷凝式锅炉的话，可最高获 得 16%的热量，即 240.9kw h。3 低温供暖锅炉的热损失3冷凝锅炉0. 5%炉体辐射损失， 1%烟气显热 损失， 0.5%未回收的水蒸气的潜热 损 失， 最高可以获得有效 热效 率 109%。图4 冷凝锅炉的热损失四冷凝锅炉的特点欧洲新型冷凝式燃气锅炉年度运行热效率比普通锅炉提高30%- 40% ，比低温图 5 冷凝锅炉燃烧器供暖锅炉提高 10%-15 %，已达到欧洲最高能效标准 *CE 四星级标准，热效率 高达 109%，氮氧化 合物的排放 NOx9602.6L。结论，该板式换热器的加热功率能够保证 2 小时用水高峰的耗热量及 10分 钟的高峰流量。热水罐的最小体积为 4M3用 4 小时加热 23760L 热水，所需功率为： P 345KW360KW 。 所以系统所需要的供热功率可选为 360KW ，可以选择的冷凝锅炉：1、 采用落地式冷凝锅炉 C310 Eco，最大功率为 353KW