中小型全预混冷凝铸铝锅炉在节能减排上的优势分析摘要目前国内中.DOC

? ?中小型全预混冷凝铸铝锅炉在节能减排上的优势分析 ?摘 要：目前国内中小型燃气锅炉市场上,主要产品有大气式铸铁燃气锅炉、火管式燃气锅炉、全预混冷凝铸铝锅炉，其中全预混冷凝铸铝锅炉为高效节能的新型燃气锅炉。本文就全预混冷凝燃气锅炉在能效、排放性能方面的优势进行分析，阐述冷凝铸铝锅炉在节能减排方面的显著优势，推进冷凝铸铝锅炉的发展。 ? ? 关键词：冷凝换热；铸铝换热器；全预混燃烧系统；过量空气系数；露点 ? ? ? 1 引言 ? ? 随着国家环保、节能政策的发布实施，发展低碳经济，在全社会积极实施节能减排措施已经成为我国经济与社会发展的总目标之一。然而，目前我国燃气热水锅炉以大气式燃烧热水炉为主。 ? ? 此类热水炉整机热效率低、排放污染物高、耐久性较差。当前环境污染越来越严重，尤其雾霾天气因对置身其中的每个人产生的直接危害而受关注程度最高。为了解决雾霾天气，2007年9月北京市颁布了DB11/139-2007《锅炉大气污染物排放标准》代替了DB11/139-2002《锅炉污染物综合排放标准》，新标准中大大提高了锅炉烟气氮氧化物排放标准。而新型铸铝全预混冷凝燃气热水锅炉以其高效节能、低污染物排放、形体尺寸小等优良品质而受到市场青睐，成为燃气锅炉中节能减排的领军产品。 ? ? 相对于传统大气式燃烧的铸铁锅炉，全预混式冷凝铸铝锅炉在能效、排放、体积方面都有显著提高。本文就以天然气为燃料的全预混冷凝铸铝锅炉在这些方面的优势做具体分析，推进高效节能冷凝燃气铸铝锅炉的发展。 ? ? 2 全预混冷凝铸铝锅炉的能效分析 ? ? 新型的全预混冷凝铸铝锅炉高能效主要依靠其以下技术：冷凝换热、全预混燃烧、全新结构铸铝换热器，该三项技术的结合使全预混冷凝铸铝锅炉的冷凝能效可达到107%，下面我们就从这三方面分析全预混冷凝铸铝锅炉相对于传统大气式燃气锅炉所具备的优势。 ? ? 2.1 冷凝换热 ? ? 要分析锅炉的能效，首先我们要清楚锅炉热量损失在哪里。对于所有锅炉而言，其热损失可用以下几方面涵盖：锅炉的排烟热损失、燃料物理不完全燃烧热损失、锅炉的散热损失、燃料的化学不完全燃烧热损失。对于不同燃料类型的锅炉，其各项热损失所占的比重有较大区别。 ? ? 就中小型燃气锅炉而言，其热损失主要来源于排烟热损失，占总热损失的95%以上。这是因为燃气类燃料，燃烧产物中有大量水蒸气，会随烟气带走大量的热量。 ? ? 我们以天然气燃料为例子，其化学燃烧方程式： ? ? CH4+2O2→CO2+2H2O+热量 ? ? 从方程式可以看出，天然气燃烧产物中含有大量水蒸气，按照质量方程式计算： ? ? 18×2/(18×2+44)=45%。 ? ? 因此，天然气燃烧产物中含有大量的水蒸气。水蒸气的汽化潜热在燃气燃烧所放出热量中占有很大比重，约11%。传统大气式燃气锅炉，因其铁质换热器材质的限制（耐弱酸性冷凝水的腐蚀性很差），不允许在换热过程中出现冷凝水。 ? ? 因此其排烟温度一般保持在130以上，燃烧产物中的水全部以水蒸气的形式随烟气排放到大气中，水蒸气的汽化潜热也随烟气全部流失到大气中，排烟热损失严重。 ? ? 对于冷凝式铸铝锅炉，其换热器材质为硅铝合金，在受到弱酸性的冷凝水的腐蚀时，可在其表面形成一层黑色的致密氧化层，能有效阻止腐蚀的进一步进行。铸铝换热器允许在换热过程中产生冷凝水，回收水蒸气汽化潜热的能量。 ? ? 冷凝铸铝锅炉耐酸腐蚀性，允许其排烟温度一般在90以下，这就从降低排烟温度、回收水蒸气汽化潜热两方面提高了燃气燃烧释放热量的利用率，显著提高了整机热效率。 ? ? 2.2 全预混燃烧 ? ? 要使锅炉能够将水蒸气的汽化潜热利用，必须使锅炉排烟温度低于烟气露点。就天然气而言，经实际试验测试，烟气露点TK受过热空气系数影响，其变化规律见图1。由表中数据可以得出，烟气的露点TK随空气系数的降低而降低。 ? ? 对于大气式铸铁锅炉，由于扩散燃烧方式限制，其过量空气系数一般在1.6～2.0，对应的烟气露点在49以下。在我国采暖区域，严冬季节采暖设备一般回水温度在50以上（散热器采暖），这就限制了大气燃烧方式的铸铁锅炉很难回收利用燃烧产物中水蒸气的汽化潜热。 ? ? 对于全预混冷凝式铸铝锅炉，锅炉采用全预混低氧燃烧技术，燃烧空气系数控制在1.20以内，其烟气露点在55，全预混冷凝铸铝锅炉的排烟温度一般在70以内，最高不超过90。对于回水温度不超过55采暖工况，烟气中的水蒸气将大量冷凝释放汽化潜热，水蒸气的汽化潜热大部分得到利用。同时低燃烧空气系数，使排烟产物中过量空气含量降低，有效降低排烟量，进一步降低排烟热损失，提高整机的换热效率。 ? ? 2.3 新型铸铝换热器对能效的提升 ? ? 铝制换热器采用精密先进的砂铸工艺，通过采用变截面交叉扰流技术，在换热器流道内设置