燃气锅炉排烟冷凝热回收分析

胡少波，姚正华

（江苏省特种设备安全监督检验研究院，江苏 苏州 215600）

冷凝式换热器是增设在天然气锅炉尾部的余热回收装置。当烟气在通道内通过传热面时，只要近壁面温度达到露点温度，就会有水蒸气凝结，释放出部分汽化潜热，并传递给受热面内工质。因此，可以将排烟中大量的能量加以回收利用，从而达到节能环保的效果。随着制造工业的不断发展，各种新型高效的冷凝换热装置层出不穷，但是不论从结构，还是从实际余热回收效果来看都有了非常大的改进。本论文对4t/h的燃气蒸汽锅炉加装的冷凝式换热器进行了设计计算，得到了一些换热器的尺寸。

1 烟气的特性分析

天然气的成分绝大部分为烃，在燃气锅炉排烟中，水蒸气的含量较高，有分析表明，在排烟中，可利用的热能里，水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大，每1 m3天然气燃烧后可以产生1.55 kg水蒸气。因此，其具有可观的汽化潜热，大约为3 700 kJ/Nm3，占天然气的低位发热量的10%以上。在传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，而烟气中的水蒸气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。因此，传统的天然气锅炉理论热效率一般只能达到90%左右，而利用冷凝式换热器，只要把烟气温度降到烟气露点温度以下，就可回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，按低位发热量为基准计算，天然气锅炉热效率可达到甚至超过110%[1]。

2 实例应用

本文以下面的已知条件为例进行实验：

（1）燃料：天然气（体积百分比），如表1所示。……