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燃气锅炉冷凝器及系统设计doc
发布时间:2020-02-23 13:54

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  燃气汽锅体例安排冷凝发于欧洲。荷兰、英邦、德邦奥地利等邦度于上世纪70年代,开采家用冷凝式汽锅,到80年代末期90年代初期,冷凝式汽锅除了具有古代汽锅的共性以外,更是制热机理的大胆革命与打破。正在极少能源应用率较高的欧美邦度,燃气冷凝式余热接受的热水汽锅其热作用高达103%以上,其它正在烟气中的CO2和NOX等无益成份也大大消重,这对环保来说瑕瑜常有利的。正在欧美等邦,因为政府荧惑利用冷凝汽锅,是以需求量不休填补,冷凝汽锅的利用率瑞士60%,荷兰50%,德邦20%,奥地利(20%),英邦(15%)。冷凝式换热器是一种低温热相易器,传热面积大,并利用了价值腾贵的耐侵蚀的不锈钢质料,固然价值较高,但这只是一次性投资,其投资接受期,朴实的燃料费很速就将投资接受。每1Nm3自然气燃烧后可能爆发1.71kg水蒸汽,具有可观的汽化潜热,大约为3700KJ,占自然气的低位发烧量的10%控制。正在排烟温度较高时,水蒸汽不行冷凝放出热量,随烟气排放,热量被奢华。 烟气冷凝余热接受装备,应用温度较低的水或气氛冷却烟气,告竣烟气温度消重,贴近换热面区域,烟气中水蒸汽冷凝,同时告竣烟气显热开释和水蒸汽凝固潜热开释,而换热器内的水或气氛吸热而被加热,告竣热能接受,抬高汽锅热作用以自然气为燃料的汽锅烟气中水蒸汽容积因素凡是为15%~19%,燃油汽锅烟气中水蒸汽含量为10%~12%,远高于燃煤汽锅爆发的烟气中6%以下的水蒸汽含量。目前汽锅热作用均以低位发烧量预备,假使外面上热作用较高遵守低位发烧值预备,烟气中的水蒸汽带走的热量未做预备,但因为自然气高、低位发烧量值相差10%控制,现实能源应用率。为了宽裕应用能源,消重排烟温度,接受烟气的物理热能,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,开释潜热,10%的上下位发烧量差就能被有用应用。古代汽锅中,排烟温度凡是正在160~250,烟气中的水蒸汽仍处于过热状况,不成以凝固成液态的水而放出汽化潜热。一目了然,汽锅热作用是以燃料低位发烧值预备所得,未商酌燃料高位发烧值中汽化潜热量的热牺牲。以是古代汽锅热作用凡是只可抵达88%~92%。而烟气冷凝余热接受装备,它把排烟温度消重到30~70,宽裕接受了烟气中的显热和水蒸汽的凝固潜热。汽锅热作用抬高:1Nm3天燃气燃烧坐褥外面烟心胸约10.3 N m3 (大约12.5kg)。以过量气氛系数1.3为例,爆发烟气14 N m3 (大约16.6kg)。取烟气温度200消重至70,放出物理显热约1600KJ,水蒸汽冷凝率取50%,放出汽化潜热约1850 KJ,一共放热3450 KJ,约是自然气低位发烧量的10%。若取80%烟气热能接受装备,可能抬高热能应用率8%以上,省俭自然气燃料近10% (二) 冷凝余热接受道理1、自然气(LNG)以及其它的燃气燃料重要是碳(C)和氢(H)两元素连接而成的化合物,能连结全部燃烧,因其不含硫磺成份,是以不爆发正在低温前提下侵蚀金属的硫酸(H2SO4)和亚硫酸(H2SO3),是一种明净的燃料。自然气的重要成份:CH4 + C2H6 + C3H8 + C4H10 + N2 甲烷 + 乙烷 + 丙烷 + 丁烷 + 氮90 %+ 6.8% + 2.5 %+ 1% + 0.3% =100% 2、含正在燃气中的氢(H)正在汽锅内部燃烧时与氧连接成水。天生的水从燃烧时爆发的热量(高位发烧量)中接收约10%的气化热而造成水蒸汽,与排出的烟气一道排出(冬季水蒸汽与冷气氛相遇而凝固,从烟囱张望到冒白烟是这个起因) 。燃气的高位发烧量 - 汽化热(潜热) = 低位发烧量9450Kcal/N m3 - 950Kcal/N m3 = 8500Kcal/N m3 3、水正在高温烟气中,吸热蒸发为水蒸汽,水蒸汽遭遇通过冷气氛或冷水的传热面,从头凝固成水而开释潜热(汽化热539Kcal/kg)。冷凝余热接受汽锅即是正在燃气汽锅的排烟通道上筑设通过冷水的热相易器和加热气氛的气氛预热器,烟气正在通过热相易器的传热面时水蒸汽从头凝固为水,将其汽化热(潜热)开释出来,并加热相易器内的介质(冷水或气氛)。凡是情景下,自然气燃烧排烟中含CO2含量约为10-12%;NOx含量约为60-80PPM,这些无益气体促成酸雨爆发或温室效应,诱发大气臭氧层的破环或影响臭氧天生。利用冷凝余热接受汽锅时,对这一境遇污染有极大的缓解。CO2+H2O→H2CO3 NOx+H2O→HNO2+HNO3 正在上式中可能看出:CO2和NOx正在冷凝余热接受汽锅的尾部烟道中与冷凝固露的H2O连接天生对应的酸,并跟着凝固水从排放管排出。而烟气中的无益成份CO2和NOx含量大大咸少,CO2约削减40%,含量由正本的12%降落至6-7%;NOx约削减至20PPM以下。烟气中冷凝下来的冷凝水H2CO3、HNO2 、HNO3呈酸性,凡是不宜直接排放正在现实,检测冷凝水排放~7为弱酸性可通过gO、石灰水、石膏等碱性化学物品中和,对境遇的物排放。向来说冷凝汽锅起着净化烟气的感化,对环保央浼越来越厉更推论。 (三) 冷凝余热接受节能装备道理图正在排烟通途中,筑设冷凝余热接受热相易器,烟气正在通途内通过传热面,温度降至露点温度以下,含正在排烟中的水蒸汽凝固潜热将冷水或温水加热,这就叫余热接受节能装备(又称冷凝换热器)。正在流程中看到的冷凝节能装备正在尾部烟道中串联安排(前后安排),将烟气中的水蒸汽冷凝下来,结露后接收烟气中的部门CO2和NOx,清洁了烟气,起到环保感化。热水 (四)、节能特质及事情道理 自然气汽锅的排烟温度凡是正在120℃~250℃,烟气中有7%~15%的显热和11%的潜热未被应用;咱们安排的烟气冷凝器采用翅片管换热机闭形态换热,应用生涯热水或采暖水将排烟温度冷却至40℃~80℃,接受了烟气中的一部门显热和潜热,加热了生涯热水或采暖水。 低位发烧量(低位热值,PCI)是指1Nm3自然气全部燃烧后放出的统统热量中扣除水蒸气的汽化潜热后所获得的热量。 高位发烧量(高位热值,PCS)是指1Nm3自然气全部燃烧后冷却至原始基准温度时放出的统统热量,此中包含燃烧产品中水蒸气冷却凝固放出的汽化潜热。 热作用(R)是指送入汽锅的统统热量中被有用应用的百分数。因为凡是汽锅的正在燃料燃烧后,排烟温度还相当高,烟气中的水蒸气不成以凝固下来,以是,工程预备中广泛采用低位发烧量举动预备根据。 其冷凝器接受热量的示图谋如下: (五)、冷凝器所应餍足的技能特质 1.冷凝器装备的合理安排宗旨 1)即合理应用能源,又要防御侵蚀,担保筑造和平; 2)总压降较小,动力花费少,即烟气压降小且适合体例央浼,云云即可削减动力花费,又能担保必定的传热量; 3)操作利便; 4)采用传热强度高、麇集度大的传热元件,以担保有较小的外形尺寸和重量; 5)有必定的相连事情寿命,维修大略; 6)和平牢靠,商酌了热应力、防腐功能和强度等; 7)尽量削减初投资,成立容易,以最短的光阴收回本钱。 2.冷凝器装备的技能特质 1)节能,采用新型的换热翅片、排水机闭,宽裕接受烟气中的潜热,排烟温度可降到30℃~70℃; 2)环保,因为烟气中的部门水蒸气造成冷凝水,可能使烟气中的NOx等无益气体部门溶化,削减排入大气的无益气体; 3)耐用,换热管采用不锈钢筑制,高效防腐; 4)消声,翅片的扰流感化不妨部门消重烟气的排放噪音; 5)采用烟气下进上出的格式,消重烟气压降,削减因必要填补引风机而填补的动力花费; (六)、与邦外里同类型或好像效用产物比照的甜头 1)本节能装备为了防御排烟结露的酸性侵蚀和供应无锈明净热水,用不锈钢管来制成与管比拟,不锈钢管传热功能突出2倍以上,耐侵蚀的不锈钢材质拉长了其利用寿命本装备可拼装正在汽锅上部,缩小占领空间,天生正在传热面上的凝固水亦可自然排出。X究院XX酌量院的逆流烟气冷凝器的感化是加热生涯用水,汽锅的排烟温度为180,始末逆流烟气冷凝器后的烟气温度为51,进入冷凝器的水温度为30,流出冷凝器的水温度为33.5,冷却水流量为21.6m/h,可能预备出这时冷却水接收的热量87.78kw,这时汽锅的输出功率为1100,是以这该冷凝器热接受率为8%,每小时可省俭燃气9.8m3,XX病院冷凝器节能数据说明 病院汽锅房有2台5600KW、2台2800KW的热水汽锅和2台2t/h的蒸锅炉炉。每台热水汽锅和蒸锅炉炉上均装置了相应烟气冷凝器。装置正在热水汽锅上的冷凝器的感化是加热空调体例二次侧回水;装置正在蒸锅炉炉上的冷凝器的感化是加热汽锅房补水箱内的体例补水。正在08~09采暖季汽锅运转历程中, 2009年月日现场实测:汽锅排烟温度0℃,排烟温度降至汽锅排烟温度,排烟温度降至 冷凝器接收能量示图谋 烟气牺牲 炉体散热牺牲 10Kcal 水蒸气 汽化潜热 11Kcal 烟气牺牲 炉体散热牺牲 2Kcal 水蒸气 汽化潜热 5Kcal 汽锅接收热量 90Kcal 汽锅接收热量 90Kcal 接收总热量 104Kcal 气氛 自然气 气氛 自然气 烟气接受热量 8Kcal + 冷凝接受热量 5Kcal 111Kcal 111Kcal