烟气冷凝器的设计与应用

烟气冷凝器的设计与应用[摘要]从结构形式，耐蚀性，经济性等方面介绍了烟气冷凝器的设计思想. 并且经济，证明设计和应用是成功的. [关键词]锅炉；烟气冷凝器节能环保0.引言由于近年来对环境保护的日益重视，天然气锅炉的应用得到了空前的应用和发展. 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. 提高天然气锅炉热效率的主要途径有两种: 第一，提高燃烧系统的燃烧效率，开发和使用低氮燃烧技术；在燃烧系统一定条件下，提高废热能利用率是有效利用天然气，减少环境污染的有效途径. 目前，普通燃气锅炉的排气温度很高. 燃气锅炉温度在180〜220℃以上，在天然气燃烧设备的后部增加了冷凝热交换器，以将废气温度降低到烟气露点温度以下，不仅可以回收利用，还可以排出废气. 也可以使用当燃烧天然气时产生的大量水蒸气冷凝时释放的大量潜热. 同时，冷凝液对烟气中的有害气体如CO2，NOx和SOx有一定的吸收作用. 因此，可以提高能源利用率，减少烟雾对环境的污染. 开发和应用带冷凝热交换器的冷凝锅炉设备，或将现有的普通燃气锅炉房改造成冷凝锅炉房，是有效利用天然气，减少环境污染的有效途径.

开发冷凝式天然气锅炉和改造现有的燃气锅炉房的关键技术是冷凝式热交换器的研究与开发. 由于烟道气中的一部分有害气体会溶解到冷凝物中，因此会形成酸性腐蚀性液体（pH值约为4-5），这会对热交换器造成严重腐蚀. 冷凝式换热器的设计必须考虑换热管（层）的耐腐蚀性，使用耐腐蚀的材料或耐腐蚀的涂层和涂层，并尝试将冷凝的酸冷凝水从热交换器中排出. 尽可能地. 流程的关键内容. 这就需要从三个方面进行研究: 开发具有良好导热性的防腐换热材料. 换热器整体设计的合理化；以及提高含水蒸气的烟道气冷凝水传热传质过程的关键技术是设备的高效，小型化，安全性和可靠性. 1.设计与制造1.1烟气冷凝器的工作原理天然气的主要成分是甲烷（CH4），燃烧后会产生大量的水蒸气. 根据天然气成分，过量空气系数和混合空气湿度的不同，烟气中的水蒸气的量也不同. 水蒸气的体积分数为约16％. 燃烧化学方程为: CH4 + 2O2 = 2H20 + CO2 +Q. 从天然气燃烧化学方程式可以看出，每燃烧1Nm3天然气，可获得约1.568kg的水. 汽化潜热的水蒸气约为气体低热值的11％，这意味着，每100 kW燃气燃烧产生的显热，也会产生11 kW的潜热.

隔热性好时，燃气设备的主要热损失是废气的热损失. 烟气冷凝器装置是在锅炉烟囱的出口处安装冷凝热交换器，以将排气温度降低到露点温度以下，从而使烟气中的水蒸气冷却，并产生明显的热量. 和潜热. 一般来说，废气中水蒸气的潜热只能在60℃（烟气露点）以下回收. 可以回收的热量取决于所需的利用温度和利用率. 如果利用温度接近于排气的露点温度，则只能回收少量的热量. 利用温度越低，回收的热量越多. 因此，在低温下对冷水进行预热可以获得较高的回收率，而在较高温度下输出热能将减少可回收的热量. 燃气锅炉废气的热损失是燃气设备的主要热损失，它取决于废气温度和废气量. 对于某种燃料，排出的烟雾量取决于过量空气系数，该系数与燃烧状态直接相关. 降低排气温度并降低过量空气系数，尤其是在确保较小的过量空气系数时，降低排气温度可以显着减少排气热量损失. 1.2烟气冷凝器的设计与制造烟气与壁之间的热交换由两部分组成. 一部分是流体主体与管壁之间的对流热交换，即显热交换，另一部分是水蒸气的冷凝热交换，即潜热交换. 在实际操作中，只要热交换器壁温低于烟气露点温度，冷凝水就会沉淀出来.

两部分热量通过导热方法（不计算冷凝液和管壁之间的对流热交换）通过液膜，然后传递到表面. 由于烟道气中含有有害物质，例如SOx和NOx，因此冷时产生的冷凝物是酸性的，对碳钢具有强腐蚀性. 为了优化传热性能，耐腐蚀性和制造成本烟气冷凝器，我们公司经过长期测试，最终决定使用钢铝复合翅片管作为主要的换热元件. 钢铝复合翅片管不仅可以满足增强换热的需要，而且具有一定的耐腐蚀性. 在钢铝复合翅片管和管板之间的界面上，涂有防腐涂层. 2.性能测试目前，我国的天然气燃烧设备主要是传统的燃气锅炉，浪费了大量的烟气余热. 与传统锅炉相比，冷凝式锅炉的热效率大大提高. 我公司为北京某单位的三台1.4MW燃气锅炉设计的烟气冷凝器在锅炉改造后取得了满意的运行效果. 烟气冷凝器的经济效益十分明显，经北京节能环保中心测试烟气冷凝器，平均热效率有所提高. 5％. 实践证明，在现有燃气锅炉的尾气管道中安装烟气冷凝器对节能和环境保护有重大影响. 3，经济分析通过对烟气冷凝器的节能效率和设备投资成本进行综合分析，采用静态投资回收期法对天然气锅炉向冷凝锅炉的改造进行了经济评价. 以北京某单位安装的1.4MW燃气锅炉为例，平均节气率为5％，设备总投资约4万元，每小时可节省天然气18元/小时，投资恢复期为5-6个月.

4. 结论（1）通过安装烟气冷凝器并将常规的燃气锅炉转换为冷凝锅炉，可以节省大量的天然气，可以降低锅炉的运行成本，并可以获得可观的经济效益. （2）在北京单位的1.4MW燃气热水锅炉中安装烟气冷凝器后，满负荷运行，投资回收期为5-6个月. 当排气温度为35℃〜55℃时，投资回收期最短. （3）冷凝锅炉具有明显的环境效益. 与传统的燃气锅炉相比，烟气排放到大气中的有害物质大大减少，减少了环境污染. 此外，冷凝式锅炉在废热和烟道气排放方面也优于常规锅炉，并且是最清洁的燃烧设备之一. [部门] [参考文献] [1]车德福，刘艳华. 烟气热能级联利用. 化学工业出版社，2006. [2]崔永章，钱申贤. 翅片换热器中天然气烟道气的冷凝传递. 山东学院学报，2001.5（2）: 41-45. [3]高春阳，刘延华，车德福. 天然气锅炉

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