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冷凝式燃气锅炉的应用前景

更新时间:2018-09-08 16:26:03    来源:myzzwl    点击次数:385次    收藏    打印

    随着人类社会的发展以及新的能源种类的不断出现,能源的利用量及利用方式也随之发生了变化。我国的能源结构的最大特点是以煤为主,占到四分之三以上。其最大问题是给环境带来严重的污染。

  随着西部气田的开发,天然气这种高热值(11000kcal/m?)清洁能源将要被广泛应用,同时被称为未来新能源的天然气水化合物(M·6H20,M代表天然气)在将来也会被大量应用,其储量为天然气的数百倍。在消费方面,世界各国的天然气所占能源年消费量的比率不断增加。以日本为例,其天然气消费每年都在增加,1990至1998年增加37%,而煤、石油所占消费能源的比率在下降;另外消费大户是美国、欧共体。随着经济的不断发展,在未来几年中,我国虽然仍以燃煤为主,但煤炭在能耗中所占的比例将逐渐下降,同时燃油、燃气的比例将大幅增加,与之配套设备的需求也将大规模增加。以天然气为燃料的锅炉,排有放的烟气具相当高的温度,其内含有水蒸气约19%(容积成份),是烟气热量的主要携带者,这部分热量应加以回收。冷凝式燃气锅炉就是在燃气非冷凝式锅炉的基础上,在烟道内增加了回收烟气中水蒸气汽化潜热的凝结换热器。在回收余热、提高锅炉效率的同时,凝结液对于烟气中的酸性氧化物也起到了吸收作用,保护了环境。目前,凝结式燃气锅炉容量都比较小,主要用于居民生活。随着西气东输,用于发电的大容量凝结式燃气锅炉必将得以应用,因而,冷凝式锅炉将具有广阔的应用前景。
  
  ??一、冷凝式锅炉的几种型式
  
  ??与常规锅炉一样,冷凝式锅炉也有很多种分类方法。现按结构扼要介绍常用的冷凝式锅炉型式。
  
  ??1、整体型冷凝式锅炉
  
  ??整体型冷凝式锅炉的特点是在锅炉内部实现烟气中水蒸气的冷凝,主要有两级换热器和倒置燃烧器两类。两级换热器的冷凝式锅炉分为辐射换热器和对流冷凝换热器。第一级换热器直接接受火焰辐射,处于高温环境;第二级换热器在下降烟道中,烟气与冷凝流动方向相同,易于冷凝液排泄。倒置燃烧器冷凝式锅炉只有一级换热器。上部主要接受辐射热,下部以对流换热为主。燃烧器在上部,烟气自上而下流动,冷凝液与烟气流动方向相同,类似两级换热器的第二级。
  
  ??整体型冷凝式锅炉对锅炉本体改造较大,烟道结构和阻力变化较大,需要增加较大的风机功率;冷凝液在炉内产生,要求耐腐蚀换热面;燃烧器在性能匹配上明显与非冷凝式锅炉不同。通常整体型冷凝式锅炉的成本是常规锅炉的1.6至2倍。
  
  ??2、分离型冷凝式锅炉
  
  ??目前较大容量的整体型冷凝式锅炉较少,通常采用分离式结构,将烟气中水蒸气冷凝部分在锅炉外实现,类似燃煤锅炉的省煤器装置,称为烟气冷凝热能回收装置,即:
  
  ??常规锅炉+烟气冷凝热能回收装置=分离式冷凝锅炉
  
  ??烟气冷凝热能回收装置分为直接接触换热型和间接换热型。直接接触型,喷淋室与锅炉烟道相连,喷淋水阶梯式下落,与烟气逆流运动,进行热量交换,热能回收率很高,同时可高效除尘及吸收有害物质。
  
  ??但是,此类装置回收的热能品质较低,凝结水含酸性,使用受到限制;混合换热装置长期与酸性喷淋水接触,易腐蚀,一般要采用铸铁、铝合金、耐酸钢材或塑料进行制造。
  
  ??二、冷凝式锅炉及应用现状
  
  ??如果燃气锅炉的排烟温度降低到足够低的水平,那么烟气中呈过热状态的水蒸气就会凝结而放出汽化潜热,使烟气中水蒸气的汽化潜热得以回收利用的锅炉称为冷凝式锅炉。
  
  ??世界上首台冷凝式锅炉1979年诞生于荷兰,1980年开始应用于实际工程中。由于其明显的节能与环保效益,自20世纪80年代起,在北美和欧洲得到迅速发展,20世纪90年代初开始在英国、德国和法国广泛应用。锅炉增设各种型式热交换器,以利用烟气中水蒸气冷凝时放出的汽化潜热。这样,由于在供热系统中广泛使用冷凝式锅炉使燃料消耗量大大减少,节约了能源。大量的实验结果表明,当燃用天然气时,锅炉的保养工作量很少,热效率提高.,因为燃气气压的不稳定可能会导致燃气燃烧不稳定,严重时可能导致回火和脱火。
6结论
目前,也存在着一些影响燃气锅炉发展的不利因素,其中包括气源问题、费用问题、技术问题等等。气源不足是制约当前工业用气的主要因素,燃气锅炉技术也从一定程度上阻碍了燃气锅炉的发展。燃气锅炉的投资费用主要包括锅炉的购置费用和燃气管网的集资费,购置新的燃气锅炉的费用与燃煤锅炉相比普遍较高,在施工过程中,燃气管道的铺设费用也不少。燃气锅炉的运行费用要远远高于燃煤采暖的费用。总的来说,从燃气的开采供应和发展前景看,我国燃气锅炉的应用前景非常看好。

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