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工业锅炉

冷凝一体式蒸汽锅炉

发布时间: 2018-03-30 23:38 



(一)、冷凝锅炉工作原理

1、天然气燃烧过程:

 天然气的主要成分是甲烷(CH4H2),其燃烧化学方程式为:

2H2+O2=2H2O+热量

CH4+2O2=CO2+2H20+热量

以上公式看出,天然气中含有大量的氢元素,燃烧时产生大量的水蒸汽,每立方天然气燃烧后可产生1.55kg汽化潜热(每1kg水蒸汽冷凝的汽化潜热为2453kj)没有被吸收。

传统锅炉为了避免低温酸腐蚀,排烟温度一般都在160℃以上,甚至高达200℃。以低位发热值为计算依据。

2、天然气燃烧及产物

下表为典型天然气成份及空气量及烟气中水蒸汽含量的计算结果。

燃烧前混合气体/m^3或kmol

燃烧产物/m^3或kmol

组成成分

气体份额

所需O2

所需空气

H2O

CO2

N2

总和

干烟气

CH4

0.948

1.896

-

1.896

0.948

-

2.844

 

C2H6

0.029

0.102

-

0.087

0.058

-

0.145

 

C3H8

0.008

0.040

-

0.032

0.024

-

0.056

 

C4H10

0.002

0.013

-

0.010

0.008

-

0.018

 

CO2

0.001

-

-

-

0.001

-

0.001

 

N2

0.012

-

-

-

-

0.012

0.012

 

干空气

-

-

2.051/0.21=9.767

-

-

9.767×0.79

7.716

 

H2O(φ=40%)

-

-

0.069

-

-

-

0.069

 

α=1.0

剩余0.0

O2

2.051

9.836

2.094

1.039

7.728

10.861

8.767

α=1.1

剩余0.205

O2

2.256

10.820

2.101

1.039

8.499

11.844

9.743

α=1.2

剩余0.410

O2

2.461

11.803

2.108

1.039

9.271

12.828

10.72

因此a=1.2时理论上能够获得的单位体积燃料水蒸汽冷凝的max质量为:2.108kg/M3,一般的燃气冷凝锅炉可以将烟气中30%-50%的水蒸汽冷凝下来。

3、锅炉热效率

排烟处的焓值损失=干烟气焓+排烟中水蒸汽的焓+冷凝水排放的焓-入炉空气的焓-入炉空气温度下水蒸汽的焓

每凝结10%的水,锅炉热效率可提高约1.2%,如能进一步降低排烟温度将凝结水的热量加以利用,锅炉以低位发热值计算的效率可以超过100%。

(二)、冷凝式蒸汽锅炉优良特性

1、 冷凝式锅炉发源于欧洲,上世纪70年代德国、荷兰、英国、奥地利等国家开发家用冷凝式锅炉,随后冷凝式锅炉原理逐渐应用到大中型工业锅炉上。冷凝式锅炉除了具有传统锅炉的共性之外,更是制热机理的大胆革命与突破。在一些能源利用率较高的欧美国家,燃气冷凝式热水锅炉热效率高达101%以上。由于政府鼓励使用冷凝锅炉,所以需求量不断增加,瑞士60%,荷兰50%,德国20%,奥地利20%, 英国15%。日本、韩国,澳大利亚等国家冷凝锅炉的生产和研制也达到了一定的规模和水平。

    2、公司依托于重庆大学热工专业学术型科技队伍强有力的技术支撑,组建了具有强大创新力的产品研发团队,成功研发目前国内先进的高效冷凝一体式节能锅炉。

    3热管节能器的构造和原理:热管是一种具有超导导热功能的传热元件,其导热能力超过任何已知金属,应用管内介质沸腾吸热和凝结放热的两个极强的机理进行相变传热,在锅炉前上部以7580°倾斜角设置的热管吸收排烟热量,烟气的显热和部分潜热被吸收烟温大幅度下降。传统锅炉热效率一般只能达到85%—91%。而南洋冷凝一体式节能锅炉排烟温度可降低到45~65℃,充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热,按燃料的低位发热量计算可使锅炉的热效率可高达到101%以上,因此本公司加装了热管节能器系列的新型冷凝一体式节能锅炉将成为本行业未来发展的一种标致性节能产品。

4ND钢冷凝器优良特性:

ND钢是目前国内外理想的耐低温露点腐蚀用的钢材,我公司自主研发生产ND钢冷凝器采用ND钢螺旋翅片管,有效增加受热面积使换热更充分,排烟温度可降至80℃以下,单独设计了一套冷凝水排放装置,使冷凝过程中产生的冷凝水能及时得到排放,避免了冷凝水二次蒸发,保证了余热回收经率提升,具有美观、节能、耐用、环保、安全可靠,使用寿命高等优良特性,使用寿命高达20年。锅炉热效率可提高6%-8%以上,节能效果显著。

5冷凝技术的核心就是减少了燃料燃烧的热损失,高效的吸收了燃料产生的热能,同时由于烟气冷凝将烟气中的有害物质NOXSO2收集到冷凝水中,减少了酸性物质及其它污染物向空气中排放。选配世界低氮氧燃烧器、采用无烟燃烧技术,使得氮氧化合物的排放达到严格欧Ⅲ排放标准。如果选用美国迈夫特·宝尔菲超低氮氧燃烧器,氮氧化合物的排放可达到全球严格的排放标准<30mg/M3

    6一体化设计:该系列锅炉采用国际卓越的设计理念,锅炉本体、冷凝器、节能器采用一体式结构,炉胆采用波纹炉胆,低阻高效螺纹烟管代替传统光管强化传热,烟气回收部份采用高效ND螺旋翅片管冷凝器加热管节能器,结构紧凑、布局协调合理、安装便捷、整体美观。