二、煙氣分析
天然氣成分絕大部分為烴肪凛,燃氣鍋爐排煙中水蒸氣的含量較高详鲜。每1m3天然氣燃燒后可以產(chǎn)生1.55kg水蒸氣,汽化潛熱大約為3700kJ/Nm3邦霸,占天然氣的低位發(fā)熱量的10%以上丹蛀。傳統(tǒng)鍋爐中,排煙溫度一般在160~250℃幕封,煙氣中的水蒸氣仍處于過熱狀態(tài)春陆,不可能凝結成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。因此傳統(tǒng)的天然氣鍋爐理論熱效率一般只能達到95%左右铁磕,利用冷凝式換熱器只要把煙氣溫度降到煙氣露點溫度以下寝谚,就可回收煙氣中的顯熱和水蒸氣的凝結潛熱,按低位發(fā)熱量為基準計算军裂,天然氣鍋爐熱效率可達到和超過109%。
1战覆、露點計算
在水蒸氣分壓力不變的情況下威沙,使空氣冷卻至飽和濕蒸汽狀態(tài)時柬乓,將有水滴析出攘活,此時的溫度即為露點溫度。天然氣燃燒特性分析(以1m3天然氣計算)煙氣中水蒸氣的體積分數(shù)達17˙4%玄呛,若燃燒在大氣壓力下進行阅懦,當空氣過量系數(shù)α為1.1時(本文中的計算均以此作為計算依據(jù))和二,其相應的煙氣露點溫度是57℃。
通過觀察可知惯吕,煙氣露點溫度隨過量空氣系數(shù)的變化而變化。隨著過量空氣系數(shù)的增加怕午,煙道中水蒸氣的相對體積減小废登,水蒸氣的容積份額會有所下降,其露點溫度也隨之降低堡距。
2、熱效率解析煙氣中的熱量以顯熱和潛熱2種形式存在兆蕉,因此鍋爐的熱損失也由煙氣的顯熱損失和潛熱損失組成羽戒。而顯熱損失取決于煙氣的溫度和煙氣組分的熱容量;潛熱損失則取決于煙氣中以水蒸氣形態(tài)存在的水量的多少虎韵。
僅煙氣中的潛熱就對鍋爐的熱效率影響如此巨大,倘若能將排煙溫度降低到露點以下對潛熱加以回收利用仲寇,對以低位發(fā)熱量為基準進行計算的熱效率至少可提高到10%以上制沦。
排煙中的水蒸氣潛熱在57℃以下才能得以回收,能夠回收的熱量依賴于所要求的利用溫度和利用率购具。因此榛青,低溫下余熱冷水可獲得高的回收率,而在較高的溫度下輸出熱能會降至可以回收的能量數(shù)量惯醇。
1款野、避免余熱回收器受熱面的磨損
將余熱回收器管排設計成膜式管排(或H型管排),這種結構迫使煙氣流動趨于層流侮增,管排間沒有煙氣擾動年铝,在同樣煙速下,與螺旋肋片式和光管式相比較是最不易磨損的受熱面布置形式月腋。而且由于每個煙道的邊界管排與煙氣的磨擦蟀架,而形成中間流速高,兩邊流速低的分布方式榆骚。因此片拍,管壁附近煙氣流速低于平均值,煙氣擾動比較弱捌省,緩解了飛灰對省煤器的磨損苫纤。另外,煙氣流速對受熱面的磨損影響最大纲缓,布置受熱面時煙氣流速不宜過大卷拘,設計時通過調(diào)整管排橫向截距,來改變受熱面的煙速色徘,可有效避免余熱回收器管排的磨損問題恭金。
2、煙道阻力
鍋爐整個煙道阻力主要由引風機和煙囪自拔力來克服褂策,其中引風機是主要因素横腿。安裝余熱回收器后鍋爐整體煙氣阻力必然增加。在加裝余熱回收器的同時是否對引風機進行改造般六,進一步提高出力灰深,確保安裝余熱回收器后鍋爐本體的正常運行。
3铲苹、余熱回收器管內(nèi)壁結垢
受熱面管內(nèi)壁結垢主要發(fā)生在蒸發(fā)段彰饭,因為蒸汽的溶鹽能力與水比較相差很大。而在余熱回收系統(tǒng)中最高點溫度也不會超過120℃镐刽,整個系統(tǒng)仍處于液相肤贮,管內(nèi)壁結垢問題較小汪阱。
總結
1搭艺、鍋爐以天然氣為燃料時,非常適合將其改造為冷凝式余熱回收鍋爐瘟甩,提高鍋爐利用效率啤兆。
2、天然氣鍋爐排放的煙氣中含有一定量的水蒸氣询崇,若將排煙溫度降低到露點溫度以下回收水蒸氣釋放的氣化潛熱桶棍,可將鍋爐效率提高10%以上。
3性宏、合理設置關鍵技術參數(shù)群井,可實現(xiàn)余熱回收系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。