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冷凝器于欧洲、荷兰、英国、德国、法国、奥地利等于上世纪70年代,到80年代末期90年代初期,冷凝器除了具有传统锅炉的共性之外,更是制热机理的大胆革命与突破。在一些能源利用率较高的欧美冷凝器余热回收的热水锅炉其热效率高达103%以上,此外在烟气中的CO2和NOX等有害成份也大大降低,这对环保来说是非常有利的。在欧美等国,由于鼓励使用冷凝锅炉,所以需求量不断增加,至2004年,冷凝器锅炉的使用率瑞士60%,荷兰50%,德国20%奥地利(20%),英国(15%)。
冷凝式换热器是一种低温热交换器,传热面积大,并使用了价格昂贵的耐腐蚀的不锈钢材料,虽然价格较高,但这只是一次性投资其投资回收期一般不超过两年,节约的燃料费很快就将投资回收。
因为每1NM3天然气燃烧后可以产生1.5KG 水蒸汽,具有可观的汽化潜热,大约为3700KJ,占天然气的低位发热量的10%左右。
在排烟温度较高时,水蒸汽不能冷凝放出热量,随烟气排放,热量被浪费。同时,高温烟气也带走大量显热,一起形成较大的排烟损失。
烟气冷凝余热回收装置,可以利用温度较低的水或空气冷却烟气,实现烟气温度降低,靠近换热面区域,烟气中水蒸汽冷凝,同时实现烟气显热释放和水蒸汽凝结潜热释放,而换热器内的水或空气吸热而被加热,实现热能回收,提高锅炉热效率。
以天然气为燃料的锅炉烟气中水蒸汽容积成分一般为 15%~19%,燃油锅炉烟气中水蒸汽含量为10%~12%,远高于燃煤锅炉产生的烟气中6%以下的水蒸汽含量。目前锅炉热效率均以低位发热量计算,尽管名义上热效率较高,但由于天然气高、低位发热量值相差10%左右,实际能源利用率并不高。为了充分利用能源,降低排烟温度,回收烟气的物理热能,当换热器壁面温度低于烟气的露点温度时,烟气中的水蒸汽将被冷凝,释放潜热,10%的高低位发热量差就能被有效利用。
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