燃料中含有大量的氫,燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣。每1NM3天然氣燃燒后,可產(chǎn)生1.55公斤水蒸氣,具有相當(dāng)大的蒸發(fā)潛熱,約3700KJ,約占天然氣低熱量的10%。當(dāng)排煙溫度較高時(shí),水蒸氣不能冷凝釋放熱量,熱量隨煙氣排放而浪費(fèi)。同時(shí),高溫?zé)煔庖矌ё吡舜罅康臒崃浚斐闪溯^大的排煙損失。

煙氣冷凝余熱回收裝置,利用低溫水或空氣冷卻煙氣,實(shí)現(xiàn)煙氣溫度降低,靠近熱交換區(qū),水蒸汽冷凝,同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣熱釋放和水蒸汽冷凝潛在熱釋放,熱交換器中的水或空氣被加熱,實(shí)現(xiàn)熱能回收,提高鍋爐熱效率。
提高鍋爐熱效率:1NM3天然氣燃燒生產(chǎn)理論煙氣量約為10.3NM3(約12.5公斤)。以1.3的過(guò)量空氣系數(shù)為例,產(chǎn)生14NM3(約16.6公斤)的煙氣。200℃的煙氣溫度降低到70℃,釋放物理顯熱約為1600kj,水蒸氣冷凝率為50%,蒸發(fā)潛熱約為1850kj,總熱量為3450kj,約為天然氣低熱量的10%。
在傳統(tǒng)鍋爐中,排煙溫度一般為160~250℃,煙氣中的水蒸氣仍處于過(guò)熱狀態(tài),不可能凝結(jié)成液態(tài)水釋放蒸發(fā)潛熱。眾所周知,鍋爐的熱效率是根據(jù)燃料的低熱值計(jì)算的,不考慮燃料的高熱值中蒸發(fā)潛熱的熱損失。因此,傳統(tǒng)鍋爐的熱效率一般只能達(dá)到87%~91%。然而,冷凝余熱回收鍋爐將排煙溫度降低到50~70℃,充分恢復(fù)煙氣中的顯熱和水蒸氣的冷凝潛熱。
以天然氣為燃料的冷凝余熱回收鍋爐煙氣中的水蒸氣體積一般為15%~19%,燃油鍋爐煙氣中的水蒸氣體積為10%~12%,遠(yuǎn)高于燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣中6%以下的水蒸氣體積。目前鍋爐的熱效率是按低熱量計(jì)算的。雖然名義上熱效率高,但由于天然氣高,低熱值相差10%左右,實(shí)際能源利用率有待提高。為了充分利用能源,降低排煙溫度,回收煙氣的物理熱能,當(dāng)熱交換器的壁溫度低于煙氣的露點(diǎn)溫度,水蒸氣在煙氣將冷凝,釋放潛熱,可以有效利用10%的高低熱值差異。