新型WNS系列全冷凝式燃油燃气锅炉的特点和应用

锅炉是我国国民经济和人民生活中必不可少的热能动力设备，也是大气中污染物排放的主要来源。其燃烧过程中排放的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)排入大气后会引起局部地区酸雨，二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)等温室气体的排放，将会引起全球气候变暖。全球变暖引起的气候变化是全世界面临的重大挑战，提高锅炉的能源转换和利用效率，更好地控制燃烧过程是减少大气排放物的主要措施。

燃料完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量称为高位发热量，而水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量称为低位发热量。

燃料的高位发热量在数值上大于其低位发热量，差值为水蒸气的汽化潜热，燃料种类不同燃烧后水蒸气在烟气所占的比例也不同。天然气含氢元素的比例比较大，燃烧产生烟气中的水蒸汽的含量就大，其汽化潜热占低位发热量的10%左右。一般锅炉燃料燃烧后，排烟还具有相当高的温度，烟气中的水蒸气仍以过热的状态存在，不可能凝结成水而释放出汽化潜热，所以，我国和大多数国家一样，锅炉的热力计算采用低位发热量作为计算依据。

冷凝式锅炉的工作原理：排烟温度是锅炉的基本参数之一，选择较低的排烟温度可以降低锅炉的排烟损失，有利于提高锅炉的热效率。如果锅炉的排烟温度降到足够低的水平，那么烟气中呈过热状态的水蒸气就会凝结而放出汽化潜热。冷凝式锅炉就是利用高效的烟气冷凝余热回收装置来吸收锅炉尾部排烟中的显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，以达到提高锅炉热效率的目的。

冷凝式锅炉能够回收烟气中水蒸汽潜热的多少与锅炉所使用的燃料种类和锅炉的出水温度有关。当无冷凝回收装置的普通锅炉燃烧天然气时，如果锅炉的热效率按燃料低位发热量计算为90%时，采用冷凝式余热回收装置后，排烟温度降到30～50℃，其热效率则会提高到107%左右。在燃料的耗量不变的情况下，供热系统的回水越低，冷凝式余热回收装置回收的热量就越多，锅炉的热效率就越高。对于冬季使用锅炉提供热能的水环式水源空调，其供热热水温度为25℃，采用冷凝式锅炉比普通热水锅炉节约相当多的运行费用。以100万kcal/h锅炉为例，普通锅炉天然气耗量为126.5Nm3/h(天然气低位热值为8500kcal/Nm3)，冷凝式锅炉天然气耗量为110 Nm3/h，如果锅炉每天运转10个小时，采暖周期为100天的话，采用冷凝式锅炉每年可节约天然气16500 Nm3，以天然气价1.8元计，每年节约运行费用2.97万元。

燃料燃烧会产生大量的CO2、NOX和少量的SO2，这些物质排放到大气，会引起温室效应和酸雨的产生，对环境产生破坏作用。冷凝式锅炉在冷凝烟气中水蒸汽的同时，可以方便地去除烟气中的这些有害物质，因此，采用冷凝式锅炉对保护环境也具有重要的意义。

选择较低的排烟温度可以降低锅炉的排烟损失，有利于提高锅炉的热效率，节约能源，降低运行费用。但是排烟温度的降低会使锅炉尾部受热面中烟气与工质的传热温压减小，传热面积增大，另外，排烟温度的过低还会引起受热面的严重腐蚀。方快冷凝式锅炉，余热回收装置采用抗腐蚀的不锈钢材料制作，同时采用了高效的换热元件和方式，以及先进的控制程序，使锅炉具有结构紧凑，体积小，热效率高，使用寿命长，运行安全可靠等特点。

冷凝式锅炉的关键在于冷凝技术，是一种新型节能、环保的技术。它的原理并不复杂，简单的概括就是通过对烟气冷凝回收烟气中的热能。传统锅炉中，排烟温度一般在160~250℃，甚至更高，使得燃料燃烧时产生的水(例如天然气：CH4+2O2→CO2+2H2O)在烟气中处于过热状态的水蒸汽，随烟气从烟囱中流失。传统锅炉热效率一般只能达到85%~91%。而冷凝燃气锅炉，它把排烟温度降低到50~70℃，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，热效率最高可达109%

新型WNS系列全冷凝式燃油燃气锅炉主要特点：

1、锅炉本体为卧式二回程结构，采用一体式节能煤器和冷凝器，布置在锅壳锅炉顶部。充分利用排烟的物理显热和水蒸汽凝结所释放的潜热，按燃料低位热值为基准计算的锅炉热效率可达100%以上。大大降低了排烟温度，起到提高整个锅炉的热效率，节约燃料的作用。

2、锅炉整体出厂，比外带省煤器结构更紧凑，外形更美观。

3、取消了后烟箱，结构更简单、合理、比原三回程的更优化。

3、锅炉阻力小，锅炉阻力比普通三回程锅炉小，运行点消耗低，燃烧机配制可以降低。

4、更大的波形炉胆，更大燃烧空间，增加辐射受热面，降低炉膛容积热负荷和燃烧温度，有利于炉内烟气再循环的形成，有效地抑制NOx的生成。

5、更加环保，烟气中的有害成分溶于冷凝水，可以有效降低排放，提高排放指标。

6、采用中南大学设计的全新外包装，简洁、明快、漂亮。

7、前烟箱门采用双层密封的活动结构，密封性能好，开启方便，便于检修。

（一）WNS系列全冷凝锅炉外观图