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1、目录第1章 供热的发展和现状2第2章 冷凝式锅炉22.1冷凝式锅炉的热效率分析22.2冷凝式锅炉的经济利益32.3冷凝式锅炉的环保作用3第3章 各类锅炉的优劣比较33.1性能比较33.2技术比较43.3经济比较7第4章 结论9第1章 供热的发展和现状 冬季采暖是中国北方地区城镇居民的基本生活要求。新中国成立56年来，供热事业有了很大发展，对国家经济建设、提高人民生活水平和改善环境发挥了重要作用。常见的供热方式有热力供热和锅炉供热等形式，几经探索，热力供热仍然存在因过热造成的能源浪费等问题，由于热力建设跟不上城市高速发展的需求，在缺少热力供热和锅炉供热统一规划的条件下，必然导致锅炉供热自发、无序
2、的发展，最终形成了单台锅炉容量小、能耗多、污染大的众多分散小锅炉房在“三北”地区各大、中城市占主导地位的被动局面。近年各类锅炉得到稳定有效的发展，在发展中我们逐渐认识到各类锅炉的优缺点。通过比较分析我们可以得到哪类锅炉应该得到更广泛的推广和应用。第2章 冷凝式锅炉 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。目前运用冷凝式锅炉的区集中供热和冷热电三联供是供热的新发展方向。集中供热运用与远离发电厂的地方，不能被冷热电三联供所覆盖的地区，或者学校、小区、医院等机关单位。冷凝式锅炉的热效率高，可调控性好，能够有效的利用热
3、量来为区域供热。比一般的燃气锅炉的调节范围宽，故而实际运用中的自动化供热调节冷凝式锅炉是最佳选择。2.1冷凝式锅炉的热效率分析 传统锅炉中，排烟温度一般在160250，烟气中的水蒸气任处于过热状态，不能凝结出液态水释放出气化潜热。因此传统锅炉的热效率一般只能达到87%91%。而冷凝式余热回收锅炉把排烟温度降低到50 充分回收了烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热。以天然气为燃料的冷凝式余热回收锅炉烟气中水蒸气的容积成分一般为15%19%，而燃油锅炉烟气中的水蒸气含量为10%12%，远高于燃煤锅炉生产中6%的含水量。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
4、时，烟气中的水蒸气将被冷凝，释放潜热，10%的高低位发热量差就能被有效利用。 图2.1 冷凝式燃气锅炉效率高的技术核心就是在排烟通路中设置冷凝预热回收换热器，烟气在通路内通过传热面，温度降至露点温度以下，含在排烟中的水蒸汽凝结潜热将冷水或温水加热，这就叫余热回收节能装置(又称冷凝换热器)。在流程（2.1）中看到的冷凝节能装置在尾部烟道中串联布置(前后布置)，将烟气中的水蒸汽冷凝下来，结露后吸收烟气中的部分CO2和NOx，洁净了烟气，起到环保作用。冷凝水经引导管排放到中和池中，与中和池中的碱性石灰水中和。且冷凝式燃气锅炉的调节范围广5%100。2.2冷凝式锅炉的经济利益 冷凝式锅炉能够回收烟气中
5、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3050，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/
6、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。2.3冷凝式锅炉的环保作用 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中会引起温室效应和酸雨产生，对环境产生破坏作用。冷凝式在冷凝烟气中水蒸气的同事可以方便的出去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。第3章 各类锅炉的优劣比较3.1性能比较 表3.1.1 普通燃气锅炉个冷凝式锅炉基本参数比较 技术参数第一类第二类普通燃气锅炉混合冷凝式锅炉额定热效率（满负荷）9092%107109%部
7、分负荷效率8590%107109%能效标识达到中国能效二级标准热效率：88达到中国能效一级标准热效率：96燃烧器类型比例调节燃烧器：燃气量可调，进风量不可调。冷凝式燃烧器，燃气量和空气完全比例可调，充分利用烟气中余热提高回水温度。废气鼓风机普通单速鼓风机：进风量不会根据燃烧负荷的大小而随之改变。可调速鼓风机：在锅炉不同热输出的情况下，能够根据燃气进气量的改变调节风机频率以达到改变空气吸入和废气排出量，保证燃气和空气1:10的最佳配比。环保指标：“蓝天使”环保标准：NOx:60mg/kwhCO:60mg/kwhNOx：150200mg/kwhCO：120200mg/kwhNOx：20mg/kwh
8、CO：15mg/kwh获得“蓝天使”环保标志且远远低于“蓝天使”规定的污染排放标准。炉体换热器铜制铝翅片不抵抗腐蚀不锈钢材质抵抗腐蚀 废气浓度监视装置无具有废气监测装置使用寿命10年左右15年以上3.2技术比较 表3.2.1 冷凝式锅炉和普通燃气锅炉技术性能比较燃气冷凝锅炉燃气非冷凝锅炉锅炉材质目前使用的比较普遍的事铝合金和不锈钢：其中铝合金的导热能力是钢材的8倍，在同样的设计条件下（炉膛体积，换热面积等）能够有小传导更多热量多种材料：各种国家认可的锅炉钢，铸铁，也有铜材质的加工方法不锈钢：焊接，要求难度比较高，只有全自动的不锈钢焊机才能够保证质量；铸造：生产加工简易，但是前期模具费用较高焊接
9、为主，铸铁为铸造抵御冷凝水的腐蚀不锈钢对抵御酸性冷凝水的侵蚀有天然的优势，铝材表面上具备一层天然的致密氧化膜，可以有效抵御酸性冷凝水。而排烟温度只有60度以下。均无法抵御冷凝水的侵蚀，因而排烟温度必须高于130-150度（因燃气种类不同露点温度会有所不同）锅炉结构均可看作一回程锅炉结构；由于铝的导热性能较好，只要保证回程中的换热面积等参数做够就可以在很小的空间内完成大量换热；不锈钢产品的壁厚较薄，在水流速较快的条件下也可以完成规定的换热工作中心回燃，经典三回程，经典两回程，或者E型火道等等，均需要比较复杂的结构和更大的换热空间和面积才能够完成相关换热任务锅炉尺寸比较小比较大锅炉重量由于材质和设
10、计原因都很轻铸铁锅炉非常重要，需要单独的锅炉基座；钢制锅炉虽然稍轻但是也推荐使用单独的承重基座锅炉效率标准80/60的时候效率最高可达98%，如果进一步降低进回水温度最高锅炉效率可达109%标准80/60的时候效率最高为94%，如果降低回水温度就需要严密监控排烟温度，控制排烟温度超过露点温度，否则将严重影响锅炉寿命。同时回水温度低回使锅炉效率降低，最低可到80%以下锅炉 噪声超静音直流无刷变频风机，风机的噪声比一般风机少30%单一转速的风机，不论锅炉在什么功率范围内噪音都是一样的大锅炉调节比无级调节风机带动燃气阀进行动作，空燃比在任何功率下都是恒定，最小功率可以做到额定功率的15%-25%通过
11、伺服电机带动风门控制风量，通过多个燃料喷嘴调节燃气量，只能做到2-4段调节，调节过程耗时长，过程中燃烧容易出现问题锅炉排放金属纤维表面全预混燃烧器能够把氮氧化物和一氧化碳的排放量控制在50PPM以下，低功率时低于20PPM，如果只控制单一参数可以控制到10PPM以下目前看来枪式燃烧器CO只能控制到70PPM左右，而氮氧化物根本无法得到有效控制，通常要超过100PPM，这种标准在欧美国家是不允许使用的节能北方的采暖特点是点炉的前几天需要很高的热输出，但是采暖建筑完成预热，只需要进行维持的时候热输入的需求非常低，可以认为120-150天的采暖季中，真正需要满功率运行的时间不超过15天，剩下的时间都
12、是在部分功率下运行，而冷凝锅炉部分功率的状态下效率非常高，根据情况不同可以最多节省30%以上的燃气消耗只有满功率和12个火段，部分功率时锅炉效率很低，比标准计算的燃料消耗至少增加10%20%折旧因其材料、结构特点，使用寿命长，可达1520年以上使用寿命10年左右运行稳定性因其结构简单，运行部件少设备配件通用性强，运行稳定性高，维护管理简单设备通用性差，运行稳定性较差3.3经济比较为了直观的分析我们所列举的两类锅炉在实际生活中的应用情况，我们调研了位于山西医科大学晋中学院的冷凝式锅炉供热房，其假设还有一非冷凝式锅炉房与其进行比较如下：3.3.1项目背景山西医科大学晋中学院采暖建筑面积为11万平方
13、米，一直以来热源由学院自建的16t燃煤锅炉方提供。按照晋中市环保部门要求，今年该校的燃煤锅炉方必须拆除，改为集中供热或区域燃气锅炉供热。3.3.1.1热力选型 现通过计算比较选择采用非冷凝式锅炉还是冷凝式锅炉更为经济合理。 比较项目非冷凝燃气锅炉冷凝式燃气锅炉锅炉效率92%107%燃料单价2.59元/Nm32.59元/Nm3每小时燃料消耗量126.5Nm3/h110 Nm3/h燃料热值kJ/Nm3kJ/Nm3全天24小时供暖，锅炉实际运行6小时燃料费用126.5*2.59*6=1965.81元/天1965.81*30=58974.3元/月110*2.59*6=1709.4元/天1709.4*3
14、0=51282元/月劳务费全自动运行4人，2000元/月2000*4=8000元全自动运行4人，2000元/月2000*4=8000元排渣费用无此费用无此费用辅机设备所耗电价按0.65元/度计算总容量5.1Kw,0.65*5.1*6*30=596.7元/月总容量5.1Kw,0.65*5.1*6*30=596.7元/月维修费用基本上无此费用基本上无此费用每月运行费用58974.3+8000+596.7=67571元51282+8000+596.7=59878.7元 经济分析根据甲方提供的建筑采暖热负荷约为：地暖区：70000m2*50w/m2=3500kw常规散热器区：40000m2*60w/m
15、2=2400kw总建筑热负荷为：5900kw而我公司提供的高效冷凝天然气锅炉1000型单台供热功率为1050kw，因此此学校采用六台锅炉。建设投资费用：初投资：选用燃气冷凝锅炉，锅炉设备约500万元；选用燃气非冷凝锅炉，锅炉房设备约为270万元。运行费用：如上表，一台非冷凝锅炉每月的运行费用比一台冷凝锅炉运行费用多7692元。由供热面积和锅炉的供热能力决定需要6台锅炉。即每月使用冷凝锅炉比非冷凝锅炉要节省 7692*6=46152元。初期投资费用差为230万元。选用冷凝式燃气锅炉每年可少比非冷凝式燃气锅炉少支出55万元。3个采暖季即可收回所有投资所差金额。3.4 占地面积3.4.1冷凝式锅炉
16、图3.4.13.4.2非冷凝式锅炉 图3.4.2第4章 结论 从上述多个方面比较得出冷凝式锅炉虽然在初期投资较大，但是从运营管理、后期成本、节能减排等多个方面都有显著优势，因此在未来供热市场中冷凝锅炉的推广将会持续高热。冷凝式锅炉的技术生产特性符合现代工业和城市要求，符合经济的可持续发展和环保节能的要求，切在供热效率和热利用率上比一般的燃气锅炉高，供热面积大，可调控性好。一般的锅炉室铜换热器，而冷凝式锅炉内置不锈钢换热器且外表层还包裹这一层特殊的复合材料，这大大提高了冷凝式锅炉的使用寿命，冷凝式燃气锅炉使用寿命一般在30年左右， 而一般燃气锅炉使用寿命为15年。所以冷凝式燃气锅炉室未来城市集中供热的主力军。