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燃气锅炉烟气余热

利用的途径及技术要点

燃气锅炉排出的烟气中含有大量余热，目前的燃气锅炉都安

装有烟气余热回收装置，但一般都是利用锅炉回水与烟气进行热

交换，只回收了烟气中的部分显热。因燃气锅炉烟气中水蒸汽占

比较大，且水蒸汽的汽化潜热较大，人们为了提高燃气的利用率，

把目光投向了烟气冷凝潜热回收技术。

本文通过对燃气锅炉烟气的特点进行分析，结合烟气余热回

收装置的方式，明确烟气余热回收的技术思路，对锅炉房的节能

降耗，降低运行成本提供一些参考。

一、烟气组成及热能分析

天然气与空气混合完全燃烧后产生的烟气中的主要成分是

CO、N、SO、HO和未燃烧的过量空气（与过量空气系数有关）。

2222

3

1Nm天然气在过量空气系数为1.1时，燃烧所需实际空气量

3,33

约为10.6m，烟气量约为12m。1Nm天然气的低位热值32.6MJ，

高位热值36.2MJ。燃烧后产生的烟气的焓见下表：

表1：燃烧每立方天然气产生烟气的温焓表KJ/Nm3

烟温ºC180908070605550454030

烟气显热31611580140512291053966878790702526

烟气潜热401540154015401540153441256419511465815

烟气中烟气温度变化所引起的热量转移为显热，水蒸汽所含

的汽化潜热为潜热，也就是水在发生相变时，所释放或吸收的热

量。烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%左右，潜热可占天然气的

低位发热量的10.97%左右。

从此数据可以看出，潜热占排烟热损失的比重是很大的。而

利用潜热，必须要把烟气温度降低到水蒸汽露点温度以下，使烟

气中的水分由气态变为液态，从而释放烟气潜热，才能实现。

、烟气中水蒸汽露点温度的确定

烟气中水蒸汽的体积含量在15-20%之间，露点温度一般为

S，烟气中还会有SO。SO会与

54-60ºC之间。如天然气中含有H2XX

烟气中的水蒸汽结合形成硫酸蒸汽，硫酸蒸汽的酸露点温度要比

水露点温度要高。所以会使烟气中水蒸汽露点提高。一般烟气中

含量愈多，酸露点温度愈高。由于酸露点温度计算复杂且实际烟

气组分变化较大，所以在实际应用中采用酸露点分析仪实测一定

工况下的酸露点温度。一般烟气SO含量在0.03%左右时，露点温

X

度可按58-62ºC左右估算。

当烟气温度低于露点温度时，烟气中水蒸汽开始凝结，烟温低

于露点温度愈大，水蒸汽的凝结率也愈大。凝结率愈大，潜热回

收比例也愈大。所以为提高烟气余热回收效率，与烟气进行换热

的冷媒温度低于露点温度多些，才能确实做到冷凝换热。按表1

估算，烟气余热回收装置的出口烟温一般低于露点温度20-30ºC，

才可使水蒸汽凝结率达到70-80%。

三、烟气余热利用方式

锅炉排出的烟气经过与冷媒的换热，实现烟气余热的回收。但

烟气余热属于低位热能，所以它的利用方式就有一定的限制，首

先冷媒温度足够低，其次冷媒循环量足够大，可吸收烟气大部分

余热，且热量能被有效利用。下面，我们对几类余热换热及利用

方式进行一些分析。

1、烟气/供热系统回水。利用供热系统循环水与烟气进行热

交换，把烟气余热直接进入供热系统的循环水，实现余热回收。

但此种方式受到系统回水温度的限制，不可能使烟温降的更低。

一般来说，供热系统的一次供回水设计温度为130/70ºC，实际运

行系统回水也有55-60ºC，所以烟气温度也只能降到70ºC左右，

它只能回收烟气中的显热。可回收烟气显热的50-60%左右，可提

锅炉高