浅析燃气供暖锅炉烟气冷凝热回收适用技术

魏红军 赵振刚

摘 要：天然气供暖的锅炉在运行时会产生大量的水蒸气，水蒸气中含有大量的热量，能够被烟气带走排出，这样的情况对于能源利用来说是极大的浪费。近几年来，天然气供暖炉被广泛地应用，社会也高度的重视了烟气冷凝的热回收技术，为了能够取得良好的研究成果并且节约成本，就要发展新型的回收技术，节约能源。本文分析了冷凝热回收的相关知识，介绍了天然气供暖锅炉的烟气处理装置，并探讨了相关的冷凝回收技术应用于供暖锅炉的现状。

关键词：冷凝回收;水蒸气凝结;锅炉系统

目前社会上最经济的锅炉设备就是燃气型锅炉，它的优点在于能够减少环境的污染，大众普遍选择燃气锅炉，是因为燃气的类型可供选择较多，比如液化石油气、天然气和城市煤气等。其中天然气受到广泛的应用，在我国节能减排的发展战略下，天然气符合大众对于保护环境的要求。

1 燃气供暖锅炉烟气冷凝热回收影响因素

1.1 露点温度对天然气的影响

天然气供暖锅炉产生的水蒸气的露点温度高，烟气冷凝热回收难度就相对较低，这样就提高了回收的效率。影响露点温度的因素有很多，比如气压和水蒸气体积分数。天然气供暖锅炉产生的水蒸气要想维持一定的分压力，就要控制好水蒸气的露点温度，考虑空气系数的问题。在研究时发现，纯天然气在燃烧时，露点温度会随着空气系数的增加而降低，两者成反比例。通过观察天然气供暖锅炉的燃烧情况可知，燃烧的材料并不是纯的天然气，而是在纯天然气当中增加了一些杂质，这些杂质并不影响天然气的露点温度，所以在修正露点温度值时，也比较方便。天然气供暖锅炉产生的水蒸气的露点温度越高，烟气冷凝热回收效率越高，过量的空气系数也对露点温度有一定的影响，通过研究可发现当过量的空气系数大于一时，越接近一越好。

1.2冷凝热对锅炉热回收效率的影响

對于锅炉供暖来说，为了增加能源的利用率，就要增加锅炉的热效率，这样就能改善锅炉的经济效应。天然气供暖锅炉的烟气冷凝热回收作用在很大程度上影响锅炉的热效率，冷凝热主要包括显热和潜热，水蒸气凝结成水释放的热量为潜热，潜热越高回收率也越高，也就是要想办法增加凝结的水量，显热的回收利用率主要是受烟气排放温度的影响。在分析了热回收的潜热和显热之间的关系之后，我们可以发现冷凝率上升越多热效率也会增加越多，通过公式可以计算出水蒸气总质量的凝结率以及天然气发热量与水蒸气凝结发热量的变化，通过联合计算就可以发现热效率受到冷凝率的影响。天然气供暖锅炉的烟气潜热回收利用率主要受到排气温度的影响，排气温度越低，潜热的回收利用率提升的越快，对于锅炉的热效率提升也有一定的促进作用。

分析排气温度对显热回收的影响之后，就可以知道在不同的温度时，供暖锅炉的热效率是不同的，它不仅受到锅炉烟气显热和潜热回收的影响，还受到。烟气温度的影响。通过研究分析可以知道锅炉的热效率提升主要受到温度的影响，当温度高于60摄氏度时，由于锅炉的显热回收利用率比较高，导致锅炉的热效率增长较慢。当锅炉的温度低于57摄氏度时，主要是潜热的回收利用率升高，导致热效率随着温度的降低而更快的增长。与此同时，当排气的温度降低时，对于锅炉的成本来说有所提升，在操作时也需要较复杂的技术。

2燃气供暖锅炉烟气冷凝热回收技术

2.1冷凝式烟气处理技术

在烟气冷凝热回收技术的研究上，比较常见的是冷凝式烟气冷凝热回收技术，他的原理主要是降低锅炉产生水蒸气的露点温度，这一天可以通过降低锅炉的排气温度实现，在回收烟气时，显热和潜热要分开回收。在应用冷凝式烟气冷凝热回收技术时，需要在。回收烟气冷凝之后向内部传递热量，这就要求在锅炉的排气系统处安装交换机，交换机的内部结构可以将加热后的回水直接传递到热网当中，通过天然气供暖锅炉的加热就可以直接供暖。

冷凝式烟气冷凝热回收技术被广泛地应用于天然气的功能锅炉中，这项技术得到人们普遍的认可，它可以提升一定的锅炉热效率。现如今，这项技术已经不能满足人们的生产生活要求，在使用这项技术时，会发现一些明显的缺陷和问题。首先，由于锅炉本身的排气系统温度较高，就会导致锅炉的回水温度比平常高出一些，这样的话，当回水再次进入锅炉之后，就会阻止降低排气温度，使排气温度在降低时遇到较大的阻力，降低了锅炉冷凝系统的热效率，回收效果也不能达到预期的要求。其次，冷凝式烟气冷凝热回收技术在应用于大型的锅炉系统中时，会增大锅炉的成本，在安装时也会遇到较大的困难，使这项技术的优势不能被充分的发挥出来，不符合经济性的要求。

2.2热管式烟气处理技术

在天然气的冷凝热回收技术应用时，可以选择传热效率比较高的热管，这种热管作为一种高效的传导介质，可以将热量传递到准确的位置上，并能够对热网回收的水进行再次的加热处理。随后，回水又可以直接被再利用。热管是冷凝回收技术在近几年来呈现代替了冷凝式热回收技术的趋势，它的优势主要是热管的传热效率比较高，使用的体积也比较小，在安装起来比较方便，而且热管也能够实现远距离传导热量。热管式冷凝回收技术也无法应用于大型的锅炉系统中，这项技术在整体上还不成熟。

2.3相变式烟气处理技术

冷凝式回收还可以利用相变时烟气冷凝热回收技术来对天然气锅炉的相态变化进行预热，通过换热器将水蒸气凝结为液态水，提升了锅炉的烟气热回收效率。这项技术保证了传热的稳定，在使用时具有较大的优势。

3 结语

我国现在广泛地将天然气应用于供暖锅炉中，所以社会也越来越重视烟气冷凝热回收技术，本文分析研究了天然气锅炉烟气的冷凝式和热管式两个回收技术的应用情况，为了能够提升能源的利用率并达到保护环境的目的，就要提高天然气供暖锅炉的热效率。天然气供暖锅炉能够促进我国节能减排战略的事实，实现可持续发展。

参考文献：

[1]赵会刚，徐俊芳，李鑫，王皆腾.燃气供暖锅炉烟气冷凝热回收适用技术浅析[J].建筑节能，2019，47（07）：48-51.

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[3]李文静. 民用燃气锅炉余热回收的应用研究[D].重庆大学，2016.