工程设计问答(34):燃气锅炉烟气余热回收

　　条件允许时，宜直接选用冷凝式锅炉；当选用普通锅炉时，应另设烟气余热回收装置。

　　上述行业标准和北京市标准对提高燃气锅炉热效率提出了两个方面的要求是采用具有同时调节燃气量和燃烧空气量功能的自动比例调节方式，二是设置烟气余热回收装置。

　　问题2：为什么燃气锅炉要采用具有同时调节燃气量和燃烧空气量功能的自动比例调节方式解答专家：燃气锅炉需要根据供热负荷的需求变化随时进行燃烧量调节。如果单纯进行燃烧量调节而不相应改变参与燃烧的空气量，会由于过量空气系数增大使热效率下降。北京市标准第4.2.5条的条文说明写道：燃气锅炉燃烧器调节性能的优劣，依次为比例调节式、两段滑动式、两段式和一段式。

　　比例调节式可以实现供热量的无级调节，燃气量和燃烧空气量同时进行比例调节，可保持过量空气系数的基本恒定，是提高锅炉效率的有效措施。自动比例调节燃烧器价格较高，额定热功率在2. 1MW以上时，锅炉厂可直接配备，整台锅炉价格并不增高。锅炉厂一般不直接在小型锅炉上配备，设计者应提出配置要求，整台锅炉价格会有所提高，但由于运行费的节约可观，投资回收期较短，应该积极采用。

　　问题3：为什么要设置烟气余热回收装置解答专家：燃气锅炉的烟气中含有由温度体现的显热和用水蒸气含量体现的潜热两部分热量。

　　燃气锅炉的排烟温度一般约为200V，将200V的烟气与供暖系统的回水进行换热，按照1rn3天然气燃烧量计算，烟气量约为3rn3，如烟气温度降低至50C，显热回收量约为2340，相当于燃气低位热值35天然气与燃煤、人工煤气等燃料在烟气回收方面的主要区别是潜热回收的潜力很大。天然气的主要成分是甲烷（CH4），其燃烧产物有二氧化碳、水蒸气、氮氧化物和少量一氧化碳等。燃烧1m3天然气大约产生。5的水蒸气。天然气烟气的露点温度大约为5S C，如果再将50 C的烟气与温度更低的系统回水进行换热，烟气遇到低于露点温度的受热面会结露，放出水蒸气中的潜热，1. 5是尽水蒸气的汽化潜热约为330，潜热回收量约相当于燃气低位热值35显热和潜热回收量共约可达燃气低位热值35000W的0.133，即有条件使燃气锅炉的热效率提高16左右。

　　上述烟气余热回收装置实际上类似于大型燃煤锅炉常用的省煤器。

　　问题4：进行烟气余热回收需要具备哪些运行条件解答专家：从以上阐述可以看出，燃气锅炉烟气中显热和潜热的回收都需要有较低温度的吸热介质。其回收率取决于烟气与吸热介质的温差。吸热介质的温度需要比回收装置出口预期烟气温度低37C.特别是潜热的回收，应使换热表面温度低于烟气的露点温度。

　　所以有关标准要求进行烟气余热回收的对象是“供水温度不高于60C的低温供热系统”。此种系统如果供回水温差为10 C，则回水温度不高于50C，就具备了显热和潜热回收的运行条件。

　　当燃气锅炉房的供热规模较小时，锅炉直接向室内供暖系统提供所需的温度较低的热水，就具备直接进行烟气余热回收的运行条件。

　　当燃气锅炉房的供热规模较大时，就需要按照节能设计标准的要求，锅炉采用温度较高和供回水温差较大的次水，再分散设置若干个换热站，转换为室内供暖系统所需要的温度较低和供回水温差较小的二次水。集中锅炉房内没有烟气余热回收需要的较低温度的吸热介质时，应在集中锅炉房内附设个换热系统，服务于就近建筑的室内供暖系统，其所需要的温度较低的二次水可用来进行烟气余热回收。

　　问题5：烟气的冷凝热回收需要解决什么特殊问题解答专家：烟气的冷凝热回收就是潜热回收，水蒸气遇到低于烟气露点温度的换热表面，冷凝出H值约为5的弱酸性的水，会对普通碳钢产生腐蚀。需要采用专门的冷凝式炉型，或采用耐腐蚀的例如不锈钢或铸铁材质烟气余热回收装置。冷凝式炉型价格会高于普通炉型，但由于其使用寿命远比普通炉型长，可以从折旧回收和节省的供暖费用中得到补偿。

　　问题6：是否能再进一步实施烟气余热的深度回收对排烟系统有什么影响解答专家：供热系统所能提供的吸热介质的温度是有限的。即使采用低温地面辐射供暖系统，按照GB5036―02民用建筑供暖通风与空气调节设计规范第5.4.1条，“热水地面辐射供暖系统供水温度宜采用3545C”。经过烟气余热回收后的烟气温度都会高于50C.如果要再进一步实施烟气余热的深度回收，可以将50C的烟气与参与燃烧的室外低温空气进行换热，则有条件将排烟温度降到30C以下。此种烟气余热回收装置实际上类似于大型燃煤锅炉常用的空气预热器，有些厂家已经提出了这样的构想和“项目建议”。

　　烟气余热回收系统的过多配置，特别是实施烟气余热的深度回收，会使排烟系统阻力增加，同时，排烟温度降低减小了烟囱的抽力，会较大程度地影响排烟系统的运行工况。应仔细加以校核，并与锅炉制造厂家密切协调，必要时可能需要配置引风机，且引风机也需要随燃烧量调节而采取变风量措施。应全面权衡效益和投入，合理确定回收装置和系统的配置方式。

　　燃气直燃溴化锂吸收式冷温水机组的烟气也同样面临余热回收的问题。由于在夏季供冷运行时没有循环水系统加热的需要，可能比较适合于这种采用空气预热器加热参与燃烧的室外空气的方式。