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燃气锅炉技师技术论文
燃气锅炉技师技术论文 燃气锅炉技师技术论文篇一 燃气锅炉排烟余热回收技术研究 摘要：以煤炭作为主要燃料的工业锅炉仍占据着主导地位。随着天然 气工业的迅速发展，以此种清洁能源为燃料的锅炉将会逐渐增多。与燃煤相比， 燃烧天然气虽然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少，减轻了对环境的压力， 但燃烧后产生的大量水蒸气随高温烟气排放到环境中，造成了能量的严重浪费。而采用冷凝式锅炉将高温烟气中的显热和潜热予以回收，可以达到充分利用能源 降低运行成本的效果。
关键词：燃气锅炉;
排烟;
余热回收 0 引言 冷凝式换热器就是增设在天然气锅炉尾部的余热回收装置，当烟气在 通道内通过传热面，温度降至露点温度以下，从而使排烟中的水蒸气凝结释放潜 热传递给回收工质，可以将排烟中大量的能量加以回收利用，从而达到节能环保 的效果。随着制造工业的不断发展，各种新型高效的冷凝换热装置层出不穷，不 论从结构还是实际余热回收效果来看都有了非常大的改进。
1 烟气的特性分析 天然气成分绝大部分为烃，燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高，分析 表明，排烟中可利用的热能中，水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大。每1m3天 然气燃烧后可以产生1. 55 kg水蒸气，具有可观的汽化潜热，大约为3 700 kJ/Nm3， 占天然气的低位发热量的10%以上。传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃， 烟气中的水蒸气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。因此 传统的天然气锅炉理论热效率一般只能达到95%左右，利用冷凝式换热器只要把 烟气温度降到烟气露点温度以下，就可回收烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热， 按低位发热量为基准计算，天然气锅炉热效率可达到和超过110%。本文以纯天 然气为例对烟气的露点温度以及锅炉理论热效率进行计算分析，表1为纯天然气 的成分。
1.1露点计算在水蒸气分压力不变的情况下，使空气冷却至饱和湿蒸汽状态时，将 有水滴析出，此时的温度即为露点温度。天然气燃烧特性分析(以1 m3天然气计 算)烟气中水蒸气的体积分数达17·4%，若燃烧在大气压力下进行，当空气过量系 数α为1.1时(本文中的计算均以此作为计算依据)，其相应的烟气露点温度是57℃。
露点温度随过量空气系数的变化曲线见图1。
通过观察可知，烟气露点温度随过量空气系数的变化而变化。因为根 据道尔顿分压定律，露点温度的高低与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量) 成正比，随着过量空气系数的增加，烟道中水蒸气的相对体积减小，水蒸气的容 积份额会有所下降，其露点温度也随之降低。实际上，虽然各地方天然气中成分 含量有所不同，但由于其主要成分均为甲烷且占绝大部分，其他成分影响很小， 经计算的露点温度误差不超过0.3%(符合实际要求的范围)，并且由于实际燃烧的 影响因素较多，也使得计算不可能达到很精确，通常是在理论值附近的一个范围 内波动，在实际应用中还需根据不同情况进行修正分析。
1.2热效率分析 烟气中的热量以显热和潜热2种形式存在，因此锅炉的热损失也由烟 气的显热损失和潜热损失组成。而显热损失取决于烟气的温度和烟气组分的热容 量;潜热损失则取决于烟气中以水蒸气形态存在的水量的多少。当水蒸气冷凝时， 烟气中存在复杂的现象：由于水蒸气分压力较低，并且在冷凝液膜附近主要是不 凝气体，如N2、CO2、O2等，烟气中水蒸气需要穿过不凝气体层才能达到液膜 表面发生冷凝。烟气中水蒸气冷凝率等于由单位体积天然气燃烧生成烟气所产生 的凝结水量与燃烧所生产的水蒸气量的比值，其中，燃烧所产生的水蒸气包括天 然气燃烧生成的水蒸气及空气和燃气所带入的水蒸气。根据能量守恒来进行换热 效率的计算：
(1) 其中：Q为燃气的低位发热量;Ha为空气在进口端的焓;Hg为燃气在进 口端的焓;Hf为排烟焓;Φ为水蒸气的凝结率;ρh为标准状况下水蒸气的密度;r为气 化潜热;Vh为标准状况下烟道中的水蒸气体积。
仅烟气中的潜热就对锅炉的热效率影响如此巨大，倘若能将排烟温度 降低到露点以下对潜热加以回收利用，对以低位发热量为基准进行计算的热效率 至少可提高到10%以上。并且随着排烟温度的降低，烟气的显热损失也会相对减小，那么热效率的提高将更为明显，进一步证明降低排烟温度对锅炉效率提高的 重要意义。
进一步计算可以得出在不同排烟温度下锅炉实际热效率的变化趋势。
锅炉效率随着排烟温度的变化分为2个比较明显的区域：在60～180℃变化缓慢， 而在20～60℃变化较大。这主要是因为排烟损失中水蒸气潜热损失占的比例大于 烟气显热的结果。当锅炉排烟温度降到20℃时，锅炉效率理论上可达107.4%。
排烟中的水蒸气潜热在57℃以下才能得以回收，能够回收的热量依赖 于所要求的利用温度和利用率。如果利用温度接近排烟的露点温度，仅能回收较 少的热量。利用温度越低，回收的热量越多。因此，低温下余热冷水可获得高的 回收率，而在较高的温度下输出热能会降至可以回收的能量数量。
2余热回收其它影响因素 2.1 余热回收器受热面的磨损问题 将余热回收器管排设计成膜式管排(或 H 型管排)，这种结构迫使烟 气流动趋于层流，管排间没有烟气扰动，在同样烟速下，与螺旋肋片式和光管式 相比较是最不易磨损的受热面布置形式。而且由于每个烟道的边界管排与烟气的 磨擦，而形成中间流速高，两边流速低的分布方式。因此，管壁附近烟气流速低 于平均值，烟气扰动比较弱，缓解了飞灰对省煤器的磨损。另外，烟气流速对受 热面的磨损影响最大，布置受热面时烟气流速不宜过大，设计时通过调整管排横 向截距，来改变受热面的烟速，可有效避免余热回收器管排的磨损问题。
2.2 烟道阻力问题 锅炉整个烟道阻力主要由引风机和烟囱自拔力来克服，其中引风机是 主要因素。安装余热回收器后锅炉整体烟气阻力必然增加。以某电厂 3 号炉热 力计算结果为例，烟道阻力增加约 70 Pa 左右。在加装余热回收器的同时是否 对引风机进行改造，进一步提高出力，确保安装余热回收器后锅炉本体的正常运 行，视现场情况确定。
2.3余热回收器管内壁结垢问题 受热面管内壁结垢主要发生在蒸发段，因为蒸汽的溶盐能力与水比较 相差很大。而在余热回收系统中最高点温度也不会超过 120 ℃，整个系统仍处于液相，管内壁结垢问题较小。
3结语 (1)与煤和石油相比，天然气是一种非常理想的清洁能源，排放烟气 对环境压力小，并且非常适合将其改造为冷凝式余热回收锅炉，提高锅炉利用效 率。
(2)天然气锅炉排放的烟气中含有一定量的水蒸气，若将排烟温度降 低到露点温度以下回收水蒸气释放的气化潜热，可将锅炉效率提高10%以上。
(3)合理设置关键技术参数，可实现余热回收系统长期稳定运行，国 内一些电厂成功设计安装了余热回收利用系统，为电厂带来了良好的经济效益。
燃气锅炉技师技术论文篇二 燃气锅炉浅析 摘要：
本文介绍了燃气锅炉与燃煤锅炉的差别，并对燃气锅炉的经济性及优 越性进行了分析，最后阐述了影响燃气锅炉发展的因素并展望了燃气锅炉在中国 未来的发展。本文最后指出了燃气锅炉在中国的发展是可行的，并且前景是广阔 的。
关键词：
燃煤锅炉;燃气锅炉 中图分类号：TK223 文献标识码：A 前言 我国是一个能源消耗大国，随着国力的日益强盛，能源需求与日俱增， 传统的以燃煤、燃油为主的能源形式存在的问题也越来越突出，所以寻找新的能 源形式迫在眉睫。在各种能源中，天然气以其清洁、无污染、热值高等优良特性 逐渐进入了人们的视野，事实证明，目前我国的燃料形式也确实由燃油向燃气倾 斜，燃煤锅炉也会逐渐被燃气锅炉取代，可以预见在未来的几十年，燃气锅炉将 会蓬勃发展。1 燃气锅炉与燃煤锅炉的差别 燃气锅炉与燃煤锅炉在燃料自身特性、通风机燃烧形式以及锅炉自身 方面是有一定差别的。[1] 1.1 燃料自身特性 燃气锅炉为气体燃料，燃煤锅炉为固体燃料。燃气锅炉所用燃料为天 然气，天然气具有易爆性，在其爆炸极限内遇明火时，会有爆炸的危险。燃煤锅 炉所用燃料为煤，固体燃料的性质则与气体不同，无易爆性。
1.2 通风及燃烧形式 燃气锅炉一般采用内燃结构微正压通风，由送风机完成其燃烧过程和 燃烧产物的排出。燃气锅炉采用微正压燃烧，所以就没有烟道、炉墙的漏风影响， 由于燃料为气体，燃烧时空气就能够较好的与其进行预混，燃气锅炉运行时，烟 气出口的过量空气系数为1.2~1.3，甚至可以低于1.05左右。较之燃气锅炉，燃煤 锅炉采用的是负压通风，由送风机和引风机共同完成其燃烧过程。炉墙、烟道的 漏风影响较大，固体燃料的颗粒度也不够均匀，则燃煤锅炉燃烧时就需要较大的 风量，锅炉实际运行时，烟气出口时的过量空气系数可达到2.1~2.5，甚至更高。
燃烧状态决定燃烧方式，燃烧方式有室然燃烧和层燃燃烧之分。燃气 锅炉采用室然燃烧，即燃气在燃烧室呈火炬状行进并完成燃烧。燃煤锅炉采用层 燃燃烧，即燃料煤在一个宽大的支撑面上进行并完成燃烧。
1.3 锅炉 燃气锅炉和燃煤锅炉的燃烧方式不同，对于燃气锅炉来讲，紧急停炉 后，输送燃料即被停止，炉膛内也没有未燃尽的燃料存在，相对安全;对于燃煤 锅炉来讲，即使紧急停炉后，燃料输送虽然停止，但是炉膛内仍有大量未燃尽的 燃料继续释放热量(即为热惯性)，就会对锅炉的安全运行造成影响。
由于燃煤锅炉热惯性的存在，燃气锅炉比燃煤锅炉更容易实现自动化 控制。
2燃气锅炉的经济性分析及其优越性2.1 燃气锅炉的经济性分析 燃煤锅炉改造为燃气锅炉有价值与否取决于经济分析。要评估燃煤锅 炉的剩余使用寿命并检测其热效率，然后分析评估改造后的锅炉使用寿命、热效 率以及改造费用，将改造后的锅炉的运行成本和新购置的燃气锅炉的运行成本做 比较，以确定燃煤锅炉的改造价值。若改造后的燃气锅炉投资小于新购锅炉，且 热效率能够达到国家规定的一般不低于82%的标准，则此燃煤锅炉改造为燃气锅 炉才有价值。
2.2燃气锅炉的优越性 燃气锅炉与燃煤锅炉相比具有非常明显的优越性[2]：
燃气中的含氟量、含硫量均低于煤中的含量，燃烧产物较易达到国家 标准，进而减轻了对环境的污染;燃气锅炉的炉膛容积热强度较高，燃气燃烧后 的产物主要有二氧化碳、水蒸气等，其较强的辐射能力，也能提高燃气锅炉的热 效率，且排烟温度低。
节约锅炉设备投资方面：燃气锅炉的热效率较高，可以缩小炉膛体积。
与相同容量的燃煤锅炉相比，燃气锅炉通过合理布置对流管束，可以减轻其重量， 缩小其尺寸，进而明显减少设备投资;燃气锅炉不需储存燃料，节省了场地及运 输费用，也大大简化了燃气锅炉系统。
再运行、调节及降低供热成本方面：燃气锅炉系统启动相对较快，使 预备工作引起的消耗减少;燃气锅炉系统较燃煤锅炉简单，从而减少了耗电量及 用来加热燃料及燃料烘干所用的蒸汽量;燃气供应量调节简单方便;燃气较清洁， 锅炉不存在结渣及高、低温受热面腐蚀的问题，从而延长了锅炉的连续运行时间。
在减少设备维修、保养方面：由于燃气锅炉不存在高低温受热面腐蚀 剂结渣，因此也不需更换受热面管件及空气预热器原件;较之燃煤锅炉，燃气锅 炉系统设备简单，从而减少了需维修保养得项目。
3 燃气锅炉在中国未来的发展前景 随着中国经济的日益发展，对环境的要求也越来越高，燃煤锅炉房的 建设在一些大中城市也受到了一定的限制，如北京、上海等;高层民用建筑近年 来，也有了较大的发展;高新经济技术开发区改革开放以来也在蓬勃发展，其建设标准的要求也相对较高;以上因素都促进了燃气锅炉在中国的发展，中国的燃 气锅炉市场前景广阔[3]。
燃气锅炉的城市工业用户，诸如食品纺织业业等，用气量相对比较均 匀，在城市用气高峰时，可以对用气起到调节和平衡作用，可以预见，城市工业 用户会提高对燃气锅炉的需求;对于城市中心地区的高层建筑，诸如医院、政府 机关、写字楼、商业服务设施等，对于这些建筑中用于采暖或热水的锅炉，都应 该以燃气锅炉为主。
当然，目前也存在着影响燃气锅炉发展的一些因素，诸如费用问题、 气源、技术以及用气不均衡等。燃气锅炉的初投资费用主要包括燃气锅炉的购置 费和燃气官网集资费用，购置新的燃气锅炉的费用会因品牌不同会有所差异，但 费用普遍偏高，施工费用中的燃气管道铺设费用也不可小视，燃气管网集资费用 由于燃气锅炉耗气量巨大，由其带来的费用也就相应提高;燃气锅炉采暖期的运 行费用较于热力公司燃煤的采暖费用，要远远高出燃煤采暖费用，对于小区的燃 气采暖则需要政府出台相关优惠政策;气源不足以及燃气锅炉技术因素，也从一 定程度上制约了燃气锅炉的发展;采暖用燃气锅炉季节性耗气不均衡也给燃气相 关公司带来了难题。
总体来看，从燃气供应和燃气利用前景来看，中国燃气锅炉市场的前 景是非常好的。
结论 本文介绍了燃气锅炉与燃煤锅炉的差别，并对燃气锅炉的经济性及优 越性进行了分析，最后阐述了影响燃气锅炉发展的因素并展望了燃气锅炉在中国 未来的发展。燃气锅炉的大力发展能够在一定程度上减少我们赖以生存的环境的 负担，具有一定的可行性，并且燃气锅炉在中国的应用前景广阔。
