一、工作原理
以燃气全冷凝锅炉为例
天然气主要是碳(C)和氢(H)两元素组成。其主要成分如下:
95%CH4(甲烷)+2.4%CnHn(烷酊类混合物)+1.0%H2(氢气)+0.1%CO(一氧化碳)+0.5% CO2(二氧化碳)+1.0%N2(氮气)
含在天然气中的氢(H)在锅炉内部燃烧时与氧气中的氧(O)结合成水。生成的水从燃料燃烧时产生的热量(称为高位发热量)中吸收约10%的汽化热而变成水蒸汽,与排出的烟气一道排出。如下等式:
燃气高位发热量9450kcal/Nm3—汽化热950kcal/Nm3(潜热)=低位发热量8500kcal/Nm3
每1Nm3天然气燃烧后可以产生1.7Kg水蒸汽,可见里面含有可观的汽化潜热,约4000kJ,占天然气高位发热量的10%左右。在排烟较高时(传统锅炉排烟温度大约在250℃左右),水蒸汽不能冷却凝结放出热量,随烟气排放而浪费,且高温烟气中含有大量显热也一起被浪费掉,形成很大的排烟损失。因此传统锅炉热效率是以低位发热值计算所得,一般只能达到88%~92%。根据最新的国家强制节能规范(TSGG0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》的要求(控制排烟温度≤170℃),现一般采用在锅炉排烟口处加装节能器,利用锅炉补给水冷却烟气,排烟温度可控制在150℃左右。但也只是吸收了一部分烟气中的显热而已,水蒸汽中的潜热未能吸收。
全冷凝高效吸收原理是通过优化锅炉本体的受热面,大量吸收热量降低排烟温度(250℃左右),再运用高效翅片管节能器(高温给水加热器)利用锅炉补给水冷却烟气降低排烟温度(150℃左右),最后采用耐腐蚀高效翅片管冷凝换热器(低温给水预加热器),利用温度较低的锅炉补给水再次冷却烟气降低排烟温度(<65℃),烟气中的水蒸汽冷凝成水释放潜热,实现烟气中显热和水蒸汽凝结潜热同时释放,将换热器中的低温补给水或热媒水被加热进入锅炉,达到热能回收,提高锅炉效率。采用燃料高位发热量计算,效率可达100%以上;采用燃料低位发热量计算达97%以上。原理图如下:
燃油锅炉烟气中水蒸汽容积含量约为12~13%,同样可得到有效的烟气回收利用,提高锅炉运行效率和节约燃料。
二、发展趋势
冷凝式锅炉起源于欧洲,由荷兰率先将冷凝式锅炉应用在大中型工业锅炉上。由于冷凝式锅炉具有传统锅炉的共性外,还具有明显的燃料节约特点,热效率高达103%以上,大大降低了燃料耗量,同时烟气中的SO2和NOX等有害成分也大大降低,降低了有害气体的排放。因此冷凝式锅炉在欧洲国家得到了政府政策的支持和推广运用,代表着最先进的高效节能环保锅炉的标志和发展方向。
三、性能特点
1、高效节能
采用锅炉本体受热面和低温扩展受热面(节能器和冷凝器)的有机完美整合,通过低温水与高温尾气充分换热,大量吸收烟气热量并有效回收利用,大幅度降低热量散失和燃料消耗,提高锅炉运行效率(达100%以上,排烟温度低于65℃)。
2、清洁环保
普通燃气锅炉排烟中CO2含量约为10%,NOX含量约为60~80ppm,而全冷凝式燃气锅炉排烟中CO2含量约为6~7%,NOX含量在20ppm以下,含量明显低于普通锅炉。同时CO2和NOX在全冷凝锅炉的尾部烟道中与冷凝结露的H2O结合生成对应的酸,并随着凝结水从排放管排至中和池进行中和处理,最大程度减少有害气体对大气的污染。
3、结构合理
全冷凝卧式高效燃油(气)蒸汽锅炉本体采用湿背式中心低位对称布置,能改善炉体的应力分布,结构稳健,蒸汽空间大,使用寿命长。
波纹炉胆和螺纹烟管的应用,既增强了换热效果,又缓解热胀冷缩对燃烧室的损伤。
锅炉、内置一级节能器、外置二级冷凝器一体化组合结构,既提高锅炉效率,又使锅炉结构紧凑美观,占地小,简化现场安装工作量,节约锅炉房建设用地和基建成本。外置冷凝器使用耐腐蚀材料,使用寿命长。
4、保养方便
设置便捷式全开启高密封性烟箱门,锅炉后部设置防爆装置、检查门、观火孔,炉体设置人孔、手孔,方便检修。
5、使用便捷安全
配置国内外优质控制元器件、泵阀、全自动控制系统和世界知名品牌燃烧器,运行稳定可靠,安全保护功能齐全,操作简单便捷,自动化程度高。
6、优质服务
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项目
|
WNS1
|
WNS1.5
|
WNS2
|
WNS3
|
WNS4
|
WNS6
|
WNS8
|
WNS10
|
WNS12
|
WNS15
|
WNS20
|
额定蒸发量
|
t/h
|
1
|
1.5
|
2
|
3
|
4
|
6
|
8
|
10
|
12
|
15
|
20
|
额定蒸汽压力
|
Mpa
|
0.7/1.0/1.25/1.6
|
饱和蒸汽温度
|
℃
|
171/184/193/204
|
额定给水温度
|
℃
|
20
|
104(热力除氧)/20(常温除氧)
|
水容量
|
t
|
2.9
|
3.8
|
7
|
9
|
9.3
|
10.6
|
14.8
|
18.5
|
23
|
25
|
39.5
|
设计换热面积
|
m2
|
68
|
104.4
|
136.7
|
147.2
|
219.8
|
302.5
|
370
|
468
|
556
|
697
|
967
|
设计热效率
|
%
|
100.1~100.8
|
设计燃料
|
—
|
天然气
|
适用燃料
|
—
|
城市煤气、轻油
|
主汽阀口径
|
mm
|
50
|
65
|
65
|
80
|
100
|
125
|
150
|
150
|
150
|
200
|
200
|
放汽阀口径
|
mm
|
25
|
25
|
40
|
40
|
40
|
40
|
40
|
40
|
40
|
40
|
40
|
安全阀口径
|
mm
|
2×40
|
2×40
|
2×40
|
2×40
|
2×50
|
2×80
|
2×80
|
2×80
|
2×80
|
2×100
|
2×100
|
排污阀口径
|
mm
|
40
|
50
|
50
|
50
|
50
|
2×40
|
2×40
|
2×50
|
2×50
|
2×50
|
2×50
|
给水口径
|
mm
|
25
|
40
|
40
|
40
|
40
|
50
|
50
|
50
|
65
|
65
|
65
|
冷凝器进出水口径
|
mm
|
25
|
25
|
25
|
25
|
25
|
40
|
40
|
50
|
50
|
65
|
65
|
烟囱直径
|
mm
|
280
|
320
|
350
|
400
|
450
|
500
|
600
|
650
|
700
|
800
|
900
|
燃料耗量
|
天然气
|
Nm3/h
|
75
|
110.5
|
149.05
|
223
|
298.1
|
420
|
560
|
708
|
840
|
1051
|
1402
|
城市煤气
|
Nm3/h
|
159.6
|
234.8
|
316.7
|
473.7
|
633
|
888.7
|
1183.2
|
1500
|
1783
|
2234
|
2972
|
轻油
|
Kg/h
|
63.64
|
93.75
|
126.47
|
189.2
|
252.95
|
348.9
|
464.7
|
588.7
|
700
|
875
|
1190
|
锅炉运输重量
|
t
|
6
|
8
|
10.5
|
11.3
|
12
|
16
|
19
|
24.5
|
28.8
|
35
|
47
|
最大运输尺寸
|
长
|
mm
|
3600
|
4200
|
5000
|
5100
|
5250
|
6350
|
7000
|
7600
|
7800
|
8300
|
9200
|
宽
|
mm
|
1700
|
1900
|
2100
|
2150
|
2240
|
2450
|
2600
|
3000
|
3100
|
3200
|
3600
|
高
|
mm
|
2200
|
2400
|
2600
|
2600
|
2800
|
3000
|
3100
|
3300
|
3600
|
3800
|
4100
|
最大外型尺寸
|
长
|
mm
|
4200
|
4800
|
5800
|
5900
|
6150
|
7600
|
8400
|
9100
|
9300
|
9900
|
11000
|
宽
|
mm
|
2600
|
2800
|
3000
|
3060
|
3150
|
3360
|
3500
|
3910
|
3900
|
4400
|
4800
|
高
|
mm
|
3000
|
3200
|
3400
|
3500
|
3600
|
3800
|
3900
|
4100
|
4300
|
4800
|
5300
|
底座尺寸
|
长
|
mm
|
2700
|
3000
|
4300
|
4400
|
4600
|
5100
|
5600
|
6200
|
6600
|
7000
|
7600
|
宽
|
mm
|
1200
|
1400
|
1400
|
1400
|
1600
|
1700
|
1800
|
2000
|
2200
|
2200
|
2400
|
说明:1、天然气热值:8500Kcal/Nm3,轻油热值:10300Kcal/kg,城市煤气热值:4000Kcal/Nm3;2、表中数据及图片仅供参考,产品以实物为准,如因改型而变恕不另行通知;3、预制、预留,及锅炉房设计前请联系确认有关数据;4、以上热效率为设计理论数据,此数据仅供参考。
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