4t/h燃气锅炉烟气余热回收方案 一、企业现状 成都食品公司公司现有4t/h燃气锅炉一台，供生产用汽使用。锅炉排烟温度约为180℃～210℃，较高的排烟温度造成了能源的浪费，而且会对周围环境造成热污染。随着天然气价格的不断上涨，企业的生产成本也跟着提高，采用技术可靠、经济效益显著的烟气余热回收技术对现有燃气锅炉节能改造是十分迫切的需要。公司有关部门也十分关注这一问题，考虑采用合理的余热回收方案进行节能改造。 二、燃气锅炉烟气余热回收可行性分析 在锅炉通用设计中，锅炉排烟的最低设计温度比锅炉蒸汽饱和温度高50℃。例如，锅炉设计工作压力0.8MPa则饱和温度为175℃，再加50℃ ，即排烟温度为225℃，而燃气锅炉目前多数未配有尾部换热设备，所以排烟热损失是其主要的显热损失。另一方面燃气锅炉的燃料通常为天然气，天然气不但是清洁燃料、燃烧效率高，而且天然气的主要成分是甲烷，当与空气混合燃烧后，生成大量水蒸汽，每1Nm3天燃气燃烧可产生1.6kg的水蒸汽，每公斤水蒸汽又产生562千卡的汽化潜热，如不加以利用会让大量潜热损失从烟囱排掉。燃气锅炉燃烧效率及热损失分配流程如下图所示： 110%天然气高位发热量9250Kcal/Nm3 天然气低位发热量8410Kcal/Nm3  100%锅炉吸收燃料燃烧热量88~91%化学不完全燃烧热损失1.2%锅炉散热损失      2.8%  烟气排出的显热损失5~8%烟气中水蒸汽潜热损失10%锅炉效率88~91% 锅炉总热损失19~22%                                                                                                                                                                                                                                     从上图可知，如以通常所说燃料的发热值（即燃料低位发热量）来计量，燃气锅炉的效率最大可达110%，而这超出的10%部分就是燃料燃烧后产生的水蒸汽所携带的汽化潜热。燃油、燃气和燃煤的烟气中水蒸汽所占的容积分别为12%、20%和4%，由于燃气烟气中含硫很少，这也给余热回收提供了非常有利的条件。从上图可知，如只回收烟气的显热，则可提高锅炉效率5~8%；如将烟气显热和潜热一同回收，则理论上可提高锅炉效率10%以上，考虑到换热设备的效率及投资等因素，通过采用先进的换热技术和与锅炉工艺的合理衔接则可达到节能6~10%的显著效果。所以燃气锅炉烟气余热回收是可行的，并有较大的经济效益。                                                                  三、设计方案 1、原始数据（1）烟气来源：4t/h燃气锅炉排烟（2）烟气量：3600Nm3/h（3）烟气温度：190℃（4）加热水量:4t/h 2、选型 小型燃气锅炉（15t/h以下）节能器一般有两种类型，一是普通型，二是冷凝型。普通型节能器可将烟气余热中的大部份显热回收，烟气排烟温度降至100～110℃之间，对于已安装有锅炉蒸汽冷凝水回收、锅炉给水温度已经预热至５0～６0℃的用户和现场安装空间较小，难以安装较大外型尺寸的冷凝型节能器的用户来说应选择普通型节能器。冷凝型节能器可将烟气中的大部份显热及一部份潜热回收，烟气排烟温度降至６0～７0℃，对于锅炉给水无预热措施且具备安装条件的用户应选择冷凝型节能器以获得更多的节能效益。3、方案介绍燃气锅炉烟气余热回收技术上并无障碍，但为何未能得到广泛应用。这一方面是由于燃气价格长期以来偏低，投资回收期较长；另一方面也是由于许多从事这项工作的技术人员忽视了一些细节问题，造成余热回收效果达不到设计要求，对锅炉出力产生一定影响等问题。我们在进行方案设计充分考虑了锅炉工艺、使用维修、现场条件和可靠性等方面问题，力图给用户提供系统解决方案而不仅仅是孤立的设备，以收到良好的经济效益。下面对本方案中几个部分进行说明。ZYC节能器ZYC节能器回收烟气余热用以加热锅炉给水，冷凝型节能器结构分为两大部分，第一部分主要用来回收烟气显热，第二部分主要用来回收烟气中水蒸汽潜热。第二部分结构考虑了烟气中水蒸汽冷凝水的回收排除，使换热器能保持正常工作，另外由于第二部分热管及壳体均接触冷凝水，而四川天燃气含硫较其它地区高，所以我们将采取有效的防腐措施解决这一问题。旁路和管道风机由于余热回收量较大，而且冷热流体温差较小，所以需要布置较大换热面，这势必会增加烟道阻力。为了保证锅炉系统的长期不间断运行，我们设计了旁路烟道来接入换热器，并通过切换阀门来进行不停机应急检修。燃气锅炉燃烧器多数是自动运行的，为了不因为烟道阻力的增加而影响锅炉工艺和出力，我们设计采用管道风机解决这一问题，并通过压力传感器，采用变频器控制管道风机转数来控制烟道内某一点的压力，使排烟系统按原设计正常运行。监控柜本余热回收系统安装在高处，为方便操作人员监控，我们设计采用集成监控柜，实时对烟气进出口温度，加热水温度，烟道压力，变频器等热工参数及控制设备进行监控，保证系统的长期稳定运行。 4、系统性能参数总换热量：120kw(普通型节能器)总换热量：180kw(冷凝型节能器)加热水量：4t/h加热水温升：30-40℃(普通型节能器)加热水温升：40-55℃(冷凝型节能器)换热器烟气侧阻力；<250Pa(普通型节能器)换热器烟气侧阻力；<350Pa (冷凝型节能器)      ５、4t/h锅炉普通型节能器（立式）安装示意图      6、4t/h锅炉普通型节能器（水平式）安装示意图  7、4t/h锅炉冷凝型节能器安装示意图 8、水系统工艺流程图  余热回收系统增加部份循环水泵 烟道出 烟道进锅炉节能器除氧水箱水泵高压给水泵2t/h锅炉原水软化水设备软化水箱            四、节能效益分析 项目普通型节能器冷凝型节能器烟气量3600 Nm3/h3600 Nm3/h排烟温度（加装节能器前）190℃190℃排烟温度（加装节能器后）100～110℃65～85℃水温升30～40℃45～55℃回收热量120KW= 103320 kcal/h(1KW=1KJ/s=3600KJ/h=861 kcal/h）240KW= 206640 kcal/h(1KW=1KJ/s=3600KJ/h=861 kcal/h）回收热量折合为同等热量的天然气（天然气的燃烧效率以95％计发热值以8500kal/m3计）13m3/h（103320kcal/h÷8500kcal/ m3÷95% = 13 m3/h）25 m3/h（206640kcal/h÷8500kcal/ m3÷95% =25 m3/h）折合为然料费用（发热值8500kal/m3天然气，价格以1.75元/ m3计）22元/h(13m3/h×1.75元/ m3= 22元/h)43元/h(25 m3/h×1.75元/ m3=43元/h)每月回收费用（每天以10小时计，每月以26天计，）5720元/月（22×10×26= 5720元/月）11180元/月（43×10×26 = 11180元/月）每年回收费用68640元/年134160元/年余热回收系统总投资(市场参考价.不含安装)6.8万元11.8万元   五、结论        通过以上分析和说明可得出如下结论：燃气锅炉烟气余热回收项目技术可行，节能收益大，是理想的节能降耗技改项目，宜尽快实施。  2010年1月11日