摘 要:人尽皆知,在燃气锅炉的排烟中会产生水蒸气及其余温。日前,很多地区在使用燃气供热锅炉时,都会采取烟气余热利用装置,然而由于其排烟温度过高,导致锅炉燃烧后的热利用率不是很高。并且其产生的凝结水会渗透到烟道底部,使其基底受到腐蚀,进而使锅炉房的安全运行受到影响。作者首先对我国能源利用的现状进行了分析,接着针对烟气冷凝余热回收进行了相关的实验研究。
关键词:燃气锅炉;余热利用;凝结水回收
笔者经过几年施工后的客户回访,针对燃气供热锅炉中的烟气余热利用装置进行调查研究,结果表明很大一部分都没有实现理想效果。首先是因为排烟温度过高,导致烟气余热的回收量较少,其次是因为没有对凝结水进行有效的回收利用,回收凝结水装置设置的十分不合理。甚至有的装置安设在室外,在冬季运行时很容易出现挂冰等现象。
1.我国能源利用状况
1.1 我国能源利用现状及节能形势
当前,燃气锅炉在运行期间,将燃气作为了主要燃料,天然气作为一种多组分的混合气体,最为主要的成分是烷烃,甲烷的占比最大,约为95%。此外,还包含少量的丁烷、二氧化碳和硫化氢等气体,甲烷在燃烧后,会发生化学反应, ,从而形成了烟气凝结水,由于所产生的二氧化碳属于酸性物质,导致烟气凝结水的PH值下降,因而呈现酸性。在烟道和烟囱上,会渗出大量的凝结水,造成腐蚀。在冬季,甚至存在结冰的现象,从而影响到锅炉的运行,带来了安全隐患。因此,必须对燃气锅炉烟气凝结水进行有效处理,为可靠的供热提供有利保障。现如今,我国经济发展日新月异,随之而来的是不断增长的能源需求量。无节制的使用化石能源会给人类带来极大的能源危机,并且还会使生态圈遭受到严重的破坏,带来无法遏制的环境污染,同时使自身生存环境面临着极大的危机。
1.2 我国天然气消费
现如今,节约能源与保护环境成为了人类的第一要务,我国为实现可持续发展战略目标,对能源结构进行了调整,极大的提高了清洁能源的使用比例,天然气便是其中重要的一种。大中城市目前都在开展环境保护的重要课题,国家也在鼓励用燃气锅炉取代燃煤锅炉,在大部分城市中,煤炭已经逐渐地在被天然气等取代[2]。
2.余热回收的方案与经济效益分析
2.1 余热回收方案
余热回收主要是利用回水系统内低温水通过专用装置后,二次重复利用烟道系统的余热,最终达到降低排烟温度的目的。
2.2 经济效益分析
以某酒店的一个特定的燃气锅炉列说明:
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范例:锅炉基本参数
单台单日理论热回收量为2090KWh。鉴于锅炉并非始终在额定工况下持续运行,故将此目标值调低至七成,即该型号锅炉单台日回收热量约为1460KWh。
单台锅炉每个采暖季可节约天然气为:
以上数据按照锅炉平均出力七成进行核算分析,锅炉出力值越大,回收量越高,经济效益越好。
3.烟气冷凝余热回收相关问题分析
在进行烟气余热回收利用时,不仅仅要进行余热利用的考虑,更重要的是随着余热利用而出现的相关问题。其中便主要包含了以下几个方面的问题:
3.1 余热回收方案
为了确保燃气锅炉烟气凝结水进行回收与利用期间,应该发挥耐低温硫酸露点与普通钢材防腐钢种节能器的作用,将烟气凝结水运用在锅炉补给水的处理方面。耐低温硫酸露点与普通钢材防腐钢材具有很大的优势,特别是造价比较低,拥有很高的性价比,因而在节能设备中,得到了广泛的运用。在利用该方法对燃气锅炉烟气凝结水进行回收与利用期间,在采用无机碱性药剂的基础之上,和锰砂过滤除铁方法联合起来,对烟气凝结水进行处理,当烟气凝结水的PH值得到提升时,能够有效降低全铁以及残余硬度。当处理的燃气锅炉烟气凝结水符合蒸气锅炉的给水标准时,其可以被运用在热水锅炉供暖或者是热水锅炉补给水的二次网系统中。总之,在对燃气锅炉烟气凝结水进行回收和利用期间,通过发挥耐低温硫酸露点与普通钢材防腐钢种节能器的作用,可以达到节能的效果,并且提高了对烟气凝结水的利用率。
3.2 冷凝液处理问题
在燃气锅炉实际运行过程中,换热器发挥了主要作用,为了提升换热器的整体性能,实现对烟气凝结水的有效回收与利用,需要采取合理的设计方法完善换热器。因此,可以充分利用“卧式配置法”设计换热器,通过采取此设计手段,有助于对烟气凝结水的收集,减轻了烟气凝结水对燃气锅炉的腐蚀[3]。为了确保烟气凝结水能够得到合理的回收,在烟道处。可以配置相应的烟气凝结水收集口,继而达到对烟气凝结水进行有效回收的效果。同时,加大系统回水加热器的利用力度,促进对燃气锅炉烟气凝结水的回收。在此期间,燃气锅炉的温度是180℃,烟气会通过烟道进入了回水加热器装置当中,能够对烟气进行降温处理。如果温度下降到 80℃上下时,烟气不但进入到采暖热水加热器中,还进入了生活热水加热器中,继而再一次的对烟气实施降温处理。在温度降低到 50℃之后时,烟气被引入到空气预热器中,在温度降低到45℃之后,会通过烟囱排除烟气。在系统回水加热器的作用下,在第二次降低系统当中,烟气被降温处理,有助于对烟气凝结水的收集处理,凝结水收集盒对燃气锅炉烟气凝结水加以处理后,将其收集到水箱当中,借助于水泵,对凝结水加以二次利用。但是,应该注意的是,在对燃气锅炉烟气凝结水进行收集过程中,需要根据有关标准,针对收集箱当中所收集的凝结水予以检验,检验凝结水的PH值的同时,检验凝结水中是否存在悬浮物,结合对收集水箱中材质的判断,然后选取恰当的化学物品对悬浮物实施过滤处理,从而为其达到过滤应用标准奠定良好的基础,也为对燃气锅炉烟气凝结水的回收与利用创造有利的条件,从而减轻对烟道的腐蚀程度,也降低对环境的污染。
3.3设备防腐蚀问题
在使用烟气冷凝余热回收技术时,腐蚀是极为麻烦的一个现象,它会对该装置的运行寿命产生极坏的影响。要想解决腐蚀这一难题,首先可以对设备的防腐能力进行提升,譬如防腐镀膜技术。其次可以在进行烟气冷凝前对其采取净化处理,以此来减少SO2、NOx等气体浓度,进而削减冷凝液体对设备的腐蚀。
3.4烟气净化问题
现如今,雾霾天气越来越严重,烟气的净化势在必行,可以从脱硫与脱销两个方面进行。目前其相关技术包含了许多种方法,并且各具特点,均有一定的研究成效。但是这些技术成本较高,并且原材料消耗较大,因此需要研发出更为经济的技术方法。
3.5系统集成与匹配优化问题
要想对烟气余热进行更深层次的回收利用,对于进行烟气余热回收的循环水,其温度应当比烟气露点温度要更低,而在通过烟气余热预热供热网回水的时候,也应当使其回水温度相比较烟气露点温度要更低。
4.结语
在所有锅炉燃料中,天然气是其中十分高效优质的一种,因此大量的使用于集中供热中,并且许多地区已经实现了清洁能源供热。针对燃气锅炉烟气中相关组分,进行精确的计算与分析,并与其相关装置中存在的问题相结合,来提出适宜的技术思路,合理的进行烟气利用与凝结水回收。如此一来,不仅使燃气锅炉热效率得到了极大的提升,同时还能进行节能减排,实现锅炉房运行的安全经济。
参考文献:
[1]聂勇,朱鹏.燃气锅炉烟气余热利用与凝结水回收探讨[J].区域供热,2015,(3):64-69+77.
[2]聂勇,朱鹏.燃气锅炉烟气余热利用与凝结水回收利用[A].中国市政工程华北设计研究总院有限公司、《煤气与热力》杂志社有限公司.供热工程建设与高效运行研讨会论文集[C].中国市政工程华北设计研究总院有限公司、《煤气与热力》杂志社有限公司,2015:8.
[3]张群力,张秋月,曹明凯,纪迎迎.燃气锅炉烟气余热回收利用技术研究[J].建筑科学,2016,(6):133-141.