燃油/燃气蒸汽锅炉尾气余热回收装置技术说明及经济分析案例 第一部分   烟气余热回收装置技术方案简介 一、燃气锅炉加装尾气余热回收装置的必要性国内制造的燃气（油）锅炉和直燃机，设计的排烟温度都在150℃以上，而蒸汽锅炉通常都在220℃以上，这是整装式蒸汽锅炉的结构特点决定的，设计较高的排烟温度是为了避免燃料中的硫和燃烧过程产生的氮氧化合物等酸性物质在低于150℃时产生凝露造成对锅炉本体的腐蚀，从而降低锅炉受热面的强度，危害锅炉安全。根据我们对国内大部分厂家的产品实测结果，蒸汽锅炉的排烟温度一般均在220~230℃，热效率在86~90％左右，尾部烟气的余热被白白浪费掉，损失很大。 我国目前的热力计算标准中使用的燃料发热量都是指燃料的低位发热量，而低位发热量是不计潜热的。但是当我们使用天然气作为燃料时，由于其含有大量的氢，其潜热和显热是相当可观的，所以使用冷凝式烟气回收装置可以把排烟中的大量热能回收，显著提高锅炉热效率，使锅炉热效率达到96%以上，为用户带来可观的经济效益。使用本装置具有优秀的环保性能。当烟气中的水蒸气冷凝时，排烟中的有害物质随冷凝水凝结下来，冷凝水呈弱酸性。经中和处理后可作为中水使用。经测定排烟中的有害物质减少量如下：二氧化硫       减少 98％水蒸汽         减少 60％排热量         减少 60％二氧化碳       减少 40％三氧化硫       减少 95％一氧化碳       减少 55％氮氧化合物     减少 50％   我公司生产的冷凝回收成套设备，就是采用特殊防腐、强化传热技术，从而能够把烟气中的显热和潜热最大程度回收的一种专用于燃气（油）锅炉（直燃机）的节能装置。此装置已通过国家专利局的认定，成为专利产品。二、性能特点    加装烟气余热冷凝回收利用装置后，常规油（气）锅炉就改造为分体式冷凝型锅炉，热效率可达到98%以上（见测试报告）。在比较理想的工况下节气率可达到6%～15%（见测试报告）。能够大大地降低运行费用，为用户带来显著的经济效益。目前市场上较多的是热管式，这种装置的优点是结构简单、占地较小；缺点是腐蚀问题没有解决、节气率低及检修困难。如热管质量差还存在因热管内部产生不凝结性气体而导致热管失效问题。影响热管寿命的因素很多，归结起来，造成热管实效的主要形式有以下三方面。即：产生不凝性气体；工作液体热物性恶化；管壳材料的腐蚀、溶解。    (1)产生不凝性气体  由于工作液体与管壁材料发生化学反应或电化学反应，产生不凝性气体，在热管工作时，该气体被蒸汽流吹扫到冷凝段聚集起来形成气塞，从而使有效冷凝面积减小，热阻增大，传热性能恶化，传热能力降低甚至失效。    (2)工作液体物性恶化  有机工作介质在一定温度下，会逐渐发生分解，这主要是由于有机工作液体的性质不稳定，或与壳体材料发生化学反应，使工作介质改变其物理性能，如甲苯、烷、烃类等有机工作液体易发生该类不相容现象。    (3)管壳材料的腐蚀、溶解、工作液体在管壳内连续流动，同时存在着温差、杂质等因素，使管壳材料发生溶解和腐蚀，流动阻力增大，使热管传热性能降低。当管壳被腐蚀后，引起强度下降，甚至引起管壳的腐蚀穿孔，使热管完全失效。这类现象时有发生。后来我公司曾经研发过用不锈钢作为主要换热材料的烟气余热回收装置。主要是考虑不锈钢的耐腐蚀性。但效果不好。主要是不锈钢在换热方面有以下缺点。不锈钢和碳钢的物理性能数据对比，碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小。奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：  1）高的电阻率，约为碳钢的5倍。  2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。       3）低的热导率，约为碳钢的1/3。    我公司现开发出的高效烟气余热回收装置是采用合金铝材质的强化翅片换热管结构。分组组装，安装方便，便于维修。由于中小型燃气（油）锅炉的烟气侧阻力大多是靠锅炉燃烧机自身的背压克服的，这就使得一般余热回收装置不可能布置的面积大，而达不到完全把烟气余热回收的目的。但是我公司经过多年的实践摸索，同时对国内外的几十个品牌的燃烧器电控系统的研究，使用先进的自控连锁系统。为烟气余热回收装置配备引风机，使其与锅炉燃烧机形成动态连锁，使炉膛始终达到最佳的燃烧状态。从而可以布置足够的受热面以达到余热回收最大化的目的。用引风机克服本设备自身的烟风阻力。风机与燃烧机联动，保证锅炉的安全最佳运行；而且设置旁通烟道避免由于本设备检修而使锅炉停止运行。节气率处于全国同类产品领先地位。本设备由于采用先进的复合金属材料制造，其使用寿命可以达到15年以上，虽然一次性投资大，但是由于其回收热效率高、使用寿命长，综合成本反而比普通的冷凝回收设备低！三、余热回收装置方案  我公司生产的余热回收装置可以安装在锅炉排烟出口的任意位置，可根据用户锅炉房条件灵活安排。锅炉出口烟道为高温烟气，不会产生凝结水。烟气进入余热回收装置后得到冷却并完成换热过程。因为经过了特殊的防腐处理和采用特种材料，冷凝水不会对余热回收装置造成腐蚀。而且本产品的设计特点也需要冷凝，没有冷凝的产生，就没有气化潜热的产生转换，节能效率也大打折扣。   余热回收装置产生的冷凝水会自然流入集水槽，然后通过疏水管道排走。  第二部分   1台6t/h燃气锅炉项目可行性经济分析案例序号项  目单位数 值1锅炉型号 WNS6-1.25-Q2燃气消耗量Nm3/h4023锅炉排烟温度℃2304烟气余热回收装置型号 HLP6-1.05烟气余热回收装置平均排烟温度℃806230℃烟气焓值（a＝1.2）Kj/ m33684780℃烟气焓值（a＝1.2）Kj/ m311938回收的烟气显热Kj/Kg24919回收的烟气气化潜热Kj/Kg76210烟气回收总热量（显热＋潜热）Kcal/h325311节气率％6.83126t/h锅炉节气量m3/h27.4613天然气价格（按照广州市2008年平均价）元/ m33.814年经济效益（按照年运行300天计算）万元/年75.1315投资总额万元2016设备投资回收期月3.76由上表可见，采用鳍片式余热回收装置回收锅炉烟气余热，技术先进，系统简单，按照最保险的系数估算的投资回收期最多也只需要半年左右，因此本项目无论从技术和经济上都是可行的。