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锅炉余热回收有关原理
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锅炉余热回收有关原理
时间: 2012-09-24 16:37:20 作者: www.cerohs.com 点击:

 

锅炉余热回收有关原理

由 此可见,燃气的高热值与低热值之差就是水蒸气的汽化潜热。以天然气为例,天然气的主要成分为 CH4,CH4 的燃烧化学反应式为: CH4+2O2=CO2+2H2O+△H 蒸气,同时放出一定热量△H。 2Nm3 水蒸气凝结放出的潜热 3.96×103kJ/Nm3。 CH4 的高热值 Hh=39842kJ/N m3;低热值 H1=35906kJ/N m3。 汽化潜热低热值的百分比=(3.96×103/35906)×100=11 也就是说,当该燃气燃烧提供 100kW 的显热时,同时也提供了 11kW 的潜热。冷凝式燃气壁挂炉就是要将烟气温度冷却到露点温度 40-450,回收这部分潜热,同时也获得烟气中的大部分显热。从而大大的提高了热效率,一般可提高 10-15 以上,按低热值计算的热效 率可能超过 100。


什么是冷凝锅炉? 在天然气和液化气的燃烧过程中,作为燃烧产物,我们得到了二氧化碳和水 燃烧 1m3 的甲烷和 2m3 的氧气,生产 1m3 的二氧化碳 2m3 的水。 CH4+2O2+2H2O+Q 放出的热量 Q 为:34.020 千焦(等于 8127 大卡) 这个数值即时甲烷 CH4 的低热量值(lowercalorificvalue) 如果是使燃烧产生的水蒸气冷凝,可以得到另一部分热量(汽化潜热) 通过冷凝 1m3 的水蒸气,我们可以得到 1885 千焦(450 大卡)热量。

所以当我们燃烧 1m3 的甲烷 CH4,我们可以得到 3770 千焦(900 大卡)热量。

冷凝锅炉工作原理几大要素 天然气的高热值 高热值 u.c.v.=低热值 l.c.v.+3770 千焦=37790 千焦(9027 大卡) 这个值是在天然气和氧气完全燃烧所得到的值。在实际燃烧过程中,天然气是和过剩的空气混合燃烧的。

这样就增加了排烟热损失,并 且限制了烟气中的水蒸气的冷凝(比如说传统的燃烧中产生的一次、二次、三次空气)由于采用了空气混合技术冷凝锅炉在整个燃烧过 程中只需要较少的过剩空气。这样使烟气中水蒸气更好的冷凝。

能进行余热回收的锅炉就是我们所说的冷凝锅炉,其工作原理如下: 冷凝式燃气壁挂炉是通过两个换热器充分吸收燃气燃烧产物—烟气中的显热及水蒸气的潜热。燃起的热值是指 1Nm3 燃气完全燃烧所放 出的热量。

热值分为高热值和低热值,高热值指 1N 烟气全部被冷却至原始温度,而其中的水蒸气仍为蒸汽状态排出时所放出的热量。

 


露点 露点定义了一个温度,即达到这这个温度烟气中的水蒸气转化为液态水(冷凝水),然后放出热量。下面图标就表示天然气在燃烧过程 中,烟气中水蒸气冷凝的温度(露点)与过剩空气比例的关系。
热效率 热效率=有效量/使用量 对于传统锅炉,天然气,每提供相当于 111kWh 高热值 U.C.V.,便有 11kWh 的汽化潜热。没有被利用而以烟气中水蒸气形式排出。即 低热值 L.C.V.为 100kWh。即锅炉有效热量为 92kWh。则锅炉热效率为:η=92/100=92%(使用热量以低热值计算)。


非冷凝技术 对于冷凝锅炉,天然气,也提供相当于 11kWh 高热值 U.C.V..。烟气在低于露点的温度中冷却,一部分水蒸气在冷凝中释放汽化潜热。 烟气在热交换器中冷却的时候, 烟气中一部分显热也会被收回。 所以, 过滤有效热量为 92kWh, 回收显热 7kWh, 水蒸气汽化潜热 9kWh。


则锅炉热效率为:η=(92+7+9)/100=108%(使用热量以低热值计算)。


影响冷凝锅炉的参数 有很多参数能够影响冷凝锅炉是否达到最佳使用状态。在设计一个采暖系统输出功率时必须考虑到工程的需要。在选择采暖系统时,低 供水/回水(30℃-40℃)温度的采暖系统有利于冷凝锅炉的冷凝。因此,冷凝锅炉尤其适用于低温热水地板采暖系统。 冷凝水的循坏使用锅炉产生的冷凝水是微酸性的(pH 值 3-4),而生活废水系统内的水是微碱性的(pH 值 6.5-10)。所以可以将冷凝 水直接排到生活废水中,起到一个中和作用。大概估计冷凝锅炉每年平均可以得到 1000 到 1300 升水。

 

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