卷期 引用本文格式田继斌 烟气冷凝器设计

　　一线初中英语、板式冷却器化学教师，中学一级化学教师，板式冷却器在本单位是学生崇拜的教师之一

　　内容提示：2014 年 11 期0.引言由于近几年人们对环境保护的日益重视袁燃天然气锅炉的应用得到了空前的应用和发展遥而节约天然气资源的重要措施之一就是提高燃气锅炉的热效率遥提高天然气锅炉热效率的两个主要途径院一是提高燃烧系统的燃烧效率袁开发和利用低氮燃烧技术曰二是提高排烟热能利用率遥在燃烧系统一定条件下袁提高排烟热能利用率袁是高效利用天然气尧减少环境污染的有效途径遥目前袁普通燃气锅炉的排烟温度均很高袁燃气锅炉在 180耀220益以上袁在天然气燃烧设尾部增设冷凝式换热器袁将排烟温度降到烟气露点温度以下袁不仅可以回收利用排烟显热袁还...

　　2014 年 11 期0.引言由于近几年人们对环境保护的日益重视袁燃天然气锅炉的应用得到了空前的应用和发展遥而节约天然气资源的重要措施之一就是提高燃气锅炉的热效率遥提高天然气锅炉热效率的两个主要途径院一是提高燃烧系统的燃烧效率袁开发和利用低氮燃烧技术曰二是提高排烟热能利用率遥在燃烧系统一定条件下袁提高排烟热能利用率袁是高效利用天然气尧减少环境污染的有效途径遥目前袁普通燃气锅炉的排烟温度均很高袁燃气锅炉在 180耀220益以上袁在天然气燃烧设尾部增设冷凝式换热器袁将排烟温度降到烟气露点温度以下袁不仅可以回收利用排烟显热袁还可利用天然气燃烧时产生的大量水蒸气凝结时放出的大量潜热遥同时凝结液对烟气中的CO2尧 NOx 和 SOx 等有害气体有一定的吸收作用袁因此袁可提高能源利用率袁并减少排烟对环境的污染遥 开发应用带有冷凝换热器的冷凝式锅炉设袁 或者将目前既有的普通燃气锅炉房改造为冷凝式锅炉房袁是高效利用天然气尧减少环境污染的有效途径遥 而开发冷凝式天然气锅炉和既有燃气锅炉房改造的关键技术袁是冷凝式换热器的研究与开发遥由于烟气中的部分有害气体会溶解到凝结液中袁形成了具有酸性的腐蚀液(pH 值约为 4-5)袁对换热器会产生严重腐蚀遥 冷凝式换热器的设计必须考虑到换热管(层)的抗腐蚀能力袁采用耐腐蚀材料或耐腐蚀涂尧镀层袁且尽量将冷凝下来的酸性凝结水排出换热器外是研发与设计过程中的关键内容遥这就需要从三个方面入手进行研究院开发导热性能良好的防腐换热材料曰换热器的整体设计合理化曰对含有水蒸气的烟气凝结换热传热传质过程进行强化袁这是使设高效能尧小型化和安全可靠的关键技术遥1.设计与制造1.1 烟气冷凝器工作原理天然气主要成分为甲烷(CH4)袁燃烧后会产生大量的水蒸气袁根据天然气成份尧过量空气系数及混合用空气湿度的不同袁烟气中含水蒸气量有所不同袁水蒸气体积份额约为 16%袁其燃烧化学方程式为院CH4+2O2=2H20+CO2+Q由天然气燃烧化学方程式可以看出袁 每燃烧 1Nm3的天然气大约可得到 1.568kg 的水袁 水蒸气的汽化潜热大约为燃气低热值的 11%袁这意味着当燃气燃烧每提供 100kW 显热时袁 同时也提供了 11kW 的潜热遥当保温良好的情况下袁燃气设的主要热损失就是排烟热损失遥烟气冷凝器设就是通过在锅炉烟囱出口处加装冷凝式换热器袁将排烟温度降到露点温度以下袁使烟气中的水蒸气冷却下来袁回收利用天然气燃烧设排烟中的显热和潜热遥一般来说袁排烟中的水蒸气潜热在 60益(烟气露点)以下才能得到回收袁能够回收的热量依赖于所要求的利用温度和利用率遥 如果利用温度接近排烟的露点温度袁仅能回收较少的热量遥利用温度越低袁回收的热量越多遥因此袁低温下预热冷水可获得高的回收率袁而在较高的温度下输出热能会降低可以回收的热量数量遥燃气锅炉的排烟热损失是燃气设的主要热损失袁它决定于排烟温度和排烟量遥对于一定的燃料袁排烟量决定于过量空气系数的大小袁而过量空气系数又和燃烧状况直接相关遥降低排烟温度和减小过量空气系数袁尤其是在保证较小的过量空气系数情况下袁降低排烟温度可显著减少排烟热损失遥1.2 烟气冷凝器设计与制造烟气与壁面的换热由两部分组成遥 一部分是流体主体与管壁间的对流换热袁即显热换热袁另一部分是水蒸气的冷凝换热袁即潜热换热遥 实际运行过程中只要换热器壁温低于烟气露点温度袁就会有冷凝液析出遥两部分热量共同通过导热方式(不计冷凝液与管壁间的对流换热)穿过液膜袁传递到表面遥 由于烟气中含有 SOx 和 NOx等有害物质袁遇冷产生的冷凝液呈酸性袁对碳钢有较强的腐蚀性袁为在换热性能尧耐腐蚀和制造成本三者间进行优化袁我经过长期试验后确定采取钢铝复合翅片管作为主要换热元件遥 钢铝复合翅片管既可以满足强化换热需求袁 同时又具有一定的抗腐蚀性能遥 对于钢铝复合翅片管和管板的接口部分采用刷防腐涂层处理遥2.性能测试目前我国的天然气燃烧设主要是常规燃气锅炉袁大量的烟气余热被浪费遥 与常规锅炉相比袁冷凝式锅炉热效率明显提高遥我针对北京某单位 3 台 1.4MW 燃气锅炉设计的烟气冷凝器袁在锅炉改装完毕后袁得到了满意的运行效果袁烟气冷凝器的经济效益明显袁 经过北京节能环保中心测试平均热效率提高了 5%遥 实践证明袁在现有燃气锅炉尾部烟道安装烟气冷凝器袁对节约能源和环境保护的有明显效果遥3.经济性分析通过对烟气冷凝器的节能效率袁 以及设投资成本的综合分析袁采用静态投资回收期法袁对天然气锅炉改造成为冷凝式锅炉进行经济性评价遥以北京某单位 1.4MW 燃气锅炉加装烟气冷凝换热器为例袁 平均节气率为 5%袁设总投资约 4 万元袁每小时节省天然气 18 元/h袁投资回收期为 5-6 个月遥4.结束语渊1冤通过加装烟气冷凝器袁将常规燃气锅炉改装为冷凝式锅炉袁可节约大量天然气袁降低锅炉运行费用袁获得可观的经济效益遥渊2冤北京某单位 1.4MW 燃气热水锅炉加装烟气冷凝器后袁按满负荷运行袁其投资回收期为 5-6 个月遥在排烟温度为 35益耀55益时投资回收期短遥渊3冤冷凝式锅炉具有显著的环保效益袁与常规燃气锅炉相比较袁随烟气排入大气中的有害物质大大减少袁降低了对环境的污染遥此外袁冷凝式锅炉在废热尧烟气水蒸气的排放方面也优于常规锅炉袁是洁净的燃烧设之一遥荫揖参考文献铱咱员暂车得福袁刘艳华援烟气热能梯级利用援化学工业出版社袁2006援咱圆暂崔永章袁钱申贤援翅片换热器中天然气烟气的冷凝传热援山东建筑工程学院学报袁2000援15渊2冤院41-45援咱猿暂高春阳袁刘艳华袁车得福援天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的经济性评价尧节能技术袁2003援21(121):9-11援咱源暂钱颂文援换热器设计手册援化学工业出版社袁2002援烟气冷凝器设计与应用田继斌渊张家口市大力神锅炉制造有限河北张家口075000冤揖摘要铱介绍了烟气冷凝器的设计思路袁主要从结构形式袁耐腐蚀性尧经济性等方面进行了阐述袁通过实际应用说明了其设计的可行性和经济型袁证明设计和应用是成功的遥揖关键词铱锅炉曰烟气冷凝器曰节能环保殷科技论坛殷220 烟气冷凝器设计与应用烟气冷凝器设计与应用作者：田继斌作者单位：张家口市大力神锅炉制造有限 河北 张家口 075000刊名：科技致富向导英文刊名：KEJI ZHIFU XIANGDAO年，板式冷却器卷(期)： 引用本文格式：田继斌 烟气冷凝器设计与应用[期刊论文]-科技致富向导 2014(8)2014(8)
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