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锅炉烟气余热回收工程研究分析.doc

锅炉烟气余热回收工程研究分析

Fitch西赞
2017-10-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《锅炉烟气余热回收工程研究分析doc》,可适用于工程科技领域

锅炉烟气余热回收工程研究分析本方案主要采用冷凝回收装置将锅炉所排放的烟气余热进行回收再利用。排放烟气中的余热将冷凝装置中的循环水予以加热加热后的循环水作为纯水反渗透系统的原水以提高反渗透系统的进水温度减少纯水反渗透系统加热到所需水温所消耗的天然气的量节约了天然气资源的使用创造了经济效益。同时所产生的冷凝水吸收烟气中的污染物减少了氮氧化物和二氧化碳的排放量创造了环境效益。冷凝回收装置、烟气余热、天然气燃气锅炉的冷凝回收装置发源于欧洲。德国、荷兰、英国、奥地利等国家于上世纪年代开发家用冷凝式锅炉到年代末期到年代初期韩国率先将冷凝式锅炉应用在大中型工业锅炉上冷凝式锅炉除了具有传统锅炉的共性之外更是制热机理的大胆革命与突破。在一些能源利用率较高的欧美国家燃气冷凝式余热回收的热水锅炉其热效率高达以上此外在烟气中的CO和NOX等有害成份也大大降低这对环保来说是非常有利的。在欧美等国由于政府鼓励使用冷凝锅炉所以需求量不断增加冷凝锅炉的使用率瑞士荷兰德国奥地利()英国()。而我国锅炉冷凝回收装置的使用才刚刚起步目前我国政府大力倡导清洁生产节能减排政策烟气冷凝回收装置作为燃气锅炉最为有效的节能减排手段可以为用户节约燃料同时减少污染物排放为我国建设和谐的节约型社会做出贡献。锅炉供暖不仅应用于生活设施也适用于企业生产比如印刷电路板制造行业对水质要求高生产过程中需要使用大量的高纯水高纯水的制作核心系统是反渗透系统反渗透膜的透水性能受水温影响较大膜孔会随水温的变化而扩大或缩小。冬季膜孔收缩出水量降低为保证生产需要对反渗透系统原水进行加热需要消耗大量天然气大大提高了制水成本。采用锅炉烟气余热回收装置将锅炉排放烟气中的潜热和显热加以回收用于加热纯水制作反渗透系统中的原水以提高反渗透系统进水温度减少供暖所需热量节约天然气使用量降低生产制作纯水成本。天然气燃烧排放热量分析:烟气的排放所带出的热量主要有烟气排放所带的显热和水蒸气过热所带的潜热。天然气主要成分为烷烃类有机化合物含在天然气中的氢(H)在锅炉内部燃烧时与氧结合成水。生成的水从燃烧时产生的热量(高位发热量)中吸收约的气化热而变成水蒸汽称为潜热与排出的烟气一道排出。其中烟气排放所携带的显热约带走天然气所产热量的%左右。利用高效的冷凝换热器来吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热从而达到提高锅炉热效率的目的。冷凝装置安装在锅炉的烟道的竖直烟管上冷凝器采用折流式不锈钢铝翅片吸收排放烟气中所携带的热量将此热能传到其内部的循环水中将水加热。同时经过冷凝后的过热水蒸气会被冷却为冷凝水可以使烟气中的CO、NOX溶解以减少有害气体的排放。热效率:是指送入锅炉的全部热量中被有效利用的百分数。由于一般锅炉的燃料在燃烧后排烟温度还相当高烟气中的水蒸气不可能凝结下来。因此工程计算中通常采用低位发热量作为计算依据。即燃气的高位发热量汽化热(潜热)=低位发热量低位发热量(PCI):是指标准状态下m天然气完全燃烧后放出全部热量中扣除水蒸气的气化潜热后所得到的热量。高位发热量(PCS):是指标准状态下m天然气完全燃烧后冷却至原始基准温度时放出的全部热量其中包括燃烧产物中水蒸气冷却凝结放出的气化潜热。总结:由上述示意图可以看出理论上安装冷凝回收系统后锅炉的燃烧效率可以由原来的%提高到%热效率可以提高%可以节约天然气的使用量%左右。纯水制作反渗透系统反渗透膜的工作温度一般以~为宜水温在~内水温每提高透水量约增加。冬季水温较低天津地区冬季水温最低可达左右当水温很低时膜孔回收缩透水率明显下降以设计产水量为mh的反渗透系统为例水温在时产水mh当水温降至时产水量仅为mh左右不能满足生产需求且因水温过低反渗透系统承受压力较大严重影响反渗透系统的使用寿命。因此需要对反渗透系统的原水进行加热以保证出水满足生产需求。因反渗透膜会逐渐被水中的污染物所污染导致产生率逐渐下降为了保证反渗透系统产水达到mh往往需要将水温提高到如此每天需要消耗大量的热量。在采暖系统中冷凝器的进出水管与纯水系统的原水罐连接成一个旁通回路形成一个与锅炉冷凝回收装置连通的闭合回路。两台冷凝回收装置工程改造总投资为万元加装冷凝回收装置后年可节约燃气资金约%年公司使用天然气m全年可节约天然气总量约m全年可节约天然气费用万元用一年时间即可收回成本。所安装的冷凝回收装置的循环泵流量为mh冷凝器中循环水温升高一套制水能力为mh的纯水系统每小时水温升高约即节约了水温升高的热能减少了天然气的使用量。烟气温度由降低到立方米天然气燃烧可吸收物理显热KJ水蒸气冷凝率约为%吸收气化潜热KJ总计吸收热量为KJ。约是天然气低位发热总量(立方米天然气完全燃烧可产生约KJ的热量)的%理论上可以节省天然气燃料%。取烟气进入冷凝余热回收装置可以提高热能利用率以上节省天然气燃料近。按年天然气燃烧使用量为m计算年节省成本万元。天然气燃料主要是由碳(C)和氢(H)两元素结合而成的化合物能保持完全燃烧因其不含硫成份所以不产生在低温条件下腐蚀金属的硫酸(HSO)和亚硫酸(HSO)是一种清洁的燃料。天然气的主要成份为CH(甲烷)、CH(乙烷)、CH(丙烷)、CH(丁烷)、N(氮气)。天然气与燃重油或轻油相比对环境污染相对小一些它是一种清洁燃料。但燃烧时生成的CO、NOx对环境产生了影响。一般情况下天然气燃烧排烟中含CO含量约为NOx含量约为ppm这些有害气体促成酸雨产生或温室效应诱发大气臭氧层的破环或影响臭氧生成。使用冷凝余热回收锅炉时对这一环境污染有极大的缓解。含在燃气中的氢(H)在锅炉内部燃烧时与空气中的氧结合成水。生成的水从燃烧时产生的热量(高位发热量)中吸收约的气化热而变成水蒸汽与排出的烟气一道排出。(冬季水蒸汽与冷空气相遇而凝结从烟囱观察到冒白烟应是这个原因。)所排出的主要污染物的CO、NOx可以溶解在冷凝结露的水中反应如下:COHOHCONOxHOHNOHNO在上式中可以看出:CO和NOx在冷凝余热回收锅炉的尾部烟道中与冷凝结露的HO结合生成对应的酸并随着凝结水从排放管排出。从而烟气中的有害成份CO和NOx含量大大减少,CO约减少含量由原来的下降至NOx约减少至ppm。酸性的冷凝水排出时需进行中和处理:HCOCaOHCaCOHOHNOCaOHCa(NO)HO可以设置一中和池将冷凝水排放到中和池中定期检查中和池的PH值。每立方米天然气燃烧产生的烟气量约m约公斤其中CO所占比例为%为公斤年使用天然气原料万m共排放CO量吨采用冷凝回收装置后每年减少CO排放量约%即可减排CO吨。天然气燃烧所排放的NOX浓度约为mgm年锅炉共排放废气量为万标立方米共排放NOX量公斤。采用冷凝回收装置后每年减少NOX排放量约%即可减排NOX公斤。安装两套冷凝装置总共投入费用万元年可节约成本万元年的时间即可回收成本。设备的使用寿命为年因此锅炉烟气冷凝回收装置具有较高的经济价值。同时可减少NOX、CO的排放量起到了很大的环境效益节约了天然气资源的使用量体现了社会效益。此项工程的实施实现了经济效益、环境效益和社会效益的有机统一。充分响应了当前国家大力推崇的节能减排政策尤其国家制定了十一五减排计划中SO的削减的目标很多燃煤型锅炉面临改燃气型为了能够更好的节约资源、降低成本在改造设计支出均应将烟气余热回收装置考虑其中。此方案应在全国范围内推广。此项目尤为适合天气比较寒冷的北方在集体供暖、企业供暖、企业生产等方面使用燃气锅炉均有较大的发展空间。【】扬州斯大锅炉有限公司冷凝余热回收炉技术分析【】北京市市政管理委员会供热办公室北京金房暖通节能技术公司燃气供热锅炉技术培训教材【】张希衡水污染控制工程

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