楊 俊

（常州市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心 江蘇常州 213015）

燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐相比最大的特點(diǎn)就是排放物大幅減少，幾乎沒有二氧化硫，氮氧化物和二氧化碳排放量分別減少45%和52%；另外，每燃燒1g天然氣可產(chǎn)生2.25g的水，煙氣中水蒸汽容積成分比例達(dá)到15%～19%，該數(shù)據(jù)是燃煤鍋爐的2～3倍。這些水在鍋爐內(nèi)全部蒸發(fā)成水蒸汽隨煙氣排放并帶走大量汽化潛熱，這正是天然氣高低位發(fā)熱量相差3700kJ/Nm3的根本原因?；厥者@部分汽化潛熱是提高燃?xì)忮仩t熱效率的最重要途徑。

冷凝技術(shù)的核心就是減少了燃料燃燒的熱損失，高效的吸收了燃料產(chǎn)生的熱能，同時由于煙氣冷凝將煙氣中的有害物質(zhì)收集到冷凝水中，減少了酸性物質(zhì)及其它污染物向空氣中排放。

通過簡單的計算就可得知，鍋爐排煙溫度降低到煙氣露點(diǎn)（該溫度一般為60℃）以下后，回收了煙氣中水蒸汽的汽化潛熱，鍋爐效率將獲得11%～15%的提高，煙氣潛熱占煙氣總熱量的比例如圖1所示。如將排煙溫度進(jìn)一步降低，鍋爐效率將接近甚至超過100%，如圖2所示。這一結(jié)果我們由鍋爐正平衡熱效率計算公式（公式1）獲得。

圖1

圖2

η=（鍋爐出力×飽和蒸汽焓-給水量×給水焓）/（燃料量×燃料低位發(fā)熱量）…公式1

該公式表明，鍋爐熱效率的定義為鍋爐輸出的有效熱量與輸入熱量的比值。但問題在于：冷凝鍋爐的冷凝余熱回收裝置所回收的熱量是否能全部進(jìn)入鍋爐本體，使得鍋爐燃料使用量減少，從而提高鍋爐熱效率。

目前冷凝鍋爐的水系統(tǒng)設(shè)計：鍋爐冷凝器位置一般是省煤器的位置，而煙道中即使冷凝器設(shè)計尺寸再大性能再好，也不能將煙氣溫度下降到煙氣冷凝溫度（如果煙氣溫度降低至60℃，則給水溫度在冷凝器出口應(yīng)小于45℃），所以在設(shè)計的時候是將冷凝器里的水再次進(jìn)入軟水箱，通過軟水箱中大量的水來降低排煙溫度；而且軟水箱還必須足夠大，否則短時間內(nèi)軟水溫度就將超過冷凝溫度（圖3）。另一種設(shè)計就是將回收了冷凝余熱的水另作它用（圖4）。這些被加熱送入軟水箱或者另作它用而未進(jìn)入鍋爐的熱水，其折算的熱量是不能作為計算鍋爐熱效率有效量的。而被鍋爐以外的系統(tǒng)所利用計算所得的熱效率應(yīng)當(dāng)稱為鍋爐系統(tǒng)熱效率。

圖3

圖4

結(jié)合冷凝鍋爐的系統(tǒng)特點(diǎn)，我認(rèn)為要獲得超高的鍋爐熱效率（≥100%）是有相應(yīng)的局限條件的：首先天然氣作為燃料是必要條件（高低位發(fā)熱量差值達(dá)），每立方天然氣燃燒可產(chǎn)生1.55kg的水，這位回收冷凝余熱提供了條件；其次，應(yīng)運(yùn)用在有低溫回水的熱水鍋爐，如室內(nèi)采暖、游泳池、加熱工藝用水、紡織廠和食品廠等。通過對鍋爐受熱面科學(xué)巧妙的布置以及冷凝器的運(yùn)用，鍋爐熱效率才能達(dá)到甚至超過100%。對燃?xì)庹羝仩t來講，相對技術(shù)困難，成本偏高且回收熱量有限。

[1]實用鍋爐手冊.化學(xué)工業(yè)出版社,2001．

[2]鍋爐及鍋爐設(shè)備.機(jī)械工業(yè)出版社,1991．

[3]鍋爐燃燒設(shè)備.西安交通大學(xué)出版社,1990．