燃气冷凝供热锅炉高效运行策略优化研究

燃气冷凝供热锅炉高效运行策略优化研究

 ,徐培杰

贵州鸿巨燃气热力工程有限公司 550081

摘要：冷凝换热器作为燃气锅炉余热回收利用的关键设备，燃气锅炉因为具备分散化、微型化的优势，在燃气锅炉尾端加设冷凝换热器，将排烟温度减少到排烟系统含湿量以下，能够回收利用排烟系统热温和排烟系统冷凝水蒸气的汽化热。 世界各国专家对燃气锅炉散热回收装置的提升进行了很多工作。在电力能源利用和节能降耗层面充分发挥着非常重要的功效。  

关键词：冷凝换热器； 防腐蚀性能； 加强传热； 余热回收

引言：在我国推进电力能源产业结构调整，执行节能减排措施，减少天然气运用水准，减少加热炉烟气热损失以及其他热利用率，已变成绿色环保工作中的关键课题研究。 如冷凝换热器防腐蚀性能加强、冷凝换热器传热加强技术性。 这种科学研究对冷凝换热器的改进快速发展、冷凝换热器的高效率和节能减排具备十分重要的意义。 现就冷凝换热器防腐蚀和加强传热层面开展具体描述，为未来相关工作给予参照。

1冷凝换热器防腐蚀性能

防腐涂层对冷凝换热器的换热性能有较大的直接影响，传热性能好的原材料防腐蚀性能较弱。 处理这一难题的理想化方式要在冷凝换热器表层涂上传热性能好的防腐涂层。 科学研究了3种不一样原材料防腐层冷凝换热器的换热性能，得到了非晶态镍磷复合型涂层有机化学镀层冷凝换热器具备优良的换热性能。 不难看出，有效的涂层挑选能合理凝固换热器的综合性能。 对Retschitzegger加热炉的超低温进行了科学研究，强调在余热加热炉冷凝换热器供电环境温度下或冷凝换热器上加上防腐涂层能够降低火管加热炉的侵蚀。 文献对具备PTFE镀层的冷凝换热器的换热性能进行了科学研究，发觉扩大烟气通道环境温度和边界层温度差，提升制冷出水量对加强传热有一定的功能。 此外，冷却循环水的通道温度上升时，传热温差降低，传热减弱。 此外，二氧化硫浓度值的提高会造成烟气含湿量的升高，对冷凝换热有一定的干扰。 比照复合材质镀层热对流冷凝换热的危害，发觉烟气中蒸汽成分高时的换热性能高过水蒸汽成分低时，研究发现涂层与镀层复合型表面处理技术和燃气冷凝换热器的侵蚀难题。 比照了Ni-Cu-P、Ni-Mo-P和Ni-W-P三元合金涂层和Ni-P涂层的耐腐蚀性能，发觉Ni-Cu-P涂层耐腐蚀性最好是，最适合铜冷凝换热器的防护涂层。科学研究换热机器设备的镀Ni-P和薄膜状冷凝难题时，强调镀Ni-P的成份只与主盐和氧化剂的浓度值相关，与络合剂浓度值不相干。 与此同时，Ni-P涂层具备显著的推动珠状冷凝的实际效果，在冷凝情况下主要表现为珠膜并存情况，Ni-P涂层对换热器的换热性能也是有一定的功能。 此外，针对镀层管，能通过提升非晶相成分来提升传热性能。

2冷凝换热器传热加强技术性

换热器的防腐蚀性能有利于维持燃气锅炉冷凝换热器传热的可靠性。 在提升传热的前提下，有效的换热器设计方案也可以合理地冷凝换热器的换热性能。不锈钢板冷凝换热器不一样外表粗糙度对冷凝传热指数的危害。 结果显示，不一样表面粗糙度对换热器传热指数的危害过大，研究范围内存有最好表面粗糙度。 此外，吸水性表层能够加强传热。 根据对热电厂余热回收锅炉换热器设计方法的科学研究，强调运用蒸气冷凝技术性能将烟气环境温度从新增加加热炉前100°C减少到40°C，联合循环高效率明显。 有关冷凝换热器，提出一种新式左右对称的内翅片管散热器。 翅片管散热器能合理减少轴向温度场，减少凝析气层薄厚，明显降低烟气冷凝中蒸汽成分，合理提升热对流传热。研究烟气中含水蒸汽的冷凝换热器的优化算法，强调与Colburn-Hobler优化算法对比，应用VDI优化算法能够更准确地测算冷凝换热器的传热总面积，传热面积比传统式降低了28%。 对持续高温烟气余热回收进行了科学研究，提出了FEC-HP方式。 该办法选用喷雾器制冷立即传热，能够间接性防止换热器超低温侵蚀和结垢，合理回收利用烟气里的水蒸汽，突破了烟气余热回收方面的技术瓶颈，达到了烟气余热回收的极限值。 研究发现一种由纳米技术多孔结构膜管灶制取的输运膜式冷凝器。 该科学研究可回收锅炉烟气里的水蒸汽以及汽化热，用以加热炉总体运行效率，研发了1 t锅炉冷凝换热器样品。 发觉该样品锅炉高效率9%，燃气锅炉热效达103%，每日加热炉冷凝水一吨造成约1 t。 根据对样品开展检测，找到了供暖地暖管间距和烟气Re对换热的危害规律性。 冷凝水温度从45.2°C降到32.5°C时，水的温度升高43.78%，换热器吸发热量为44.34%，换热器传热指数为31.67%。 试验说明，换热试验的规范关系式为： Nu=0.679 9Re0.5J0.48。盘列管式冷凝换热器的传热和流动性性能，选用模拟计算的方式较为了无冷凝换热器与盘列管式冷凝换热器的热效，影响了换热器的性能，结果显示换热器的液体流动速度和换热器的风机盘管间隔对换热性能危害比较大， 提升换热器性能从换热器本身和流体流动两方面开展，燃气锅炉烟气的特性，科学研究了立即冷凝技术性和间接接触冷凝技术对锅炉系统热使用率的危害，结果显示，立即冷凝技术性与间接接触冷凝技术对比，能够完成水和烟气的立即传热。 合理热效低，一起可防止尘土堆积，设计方案冷凝换热器时要充分考虑使用条件，挑选有效的冷凝方法。 对几类不一样方式翅片管散热器的加强传热原理和在冷凝里的运用现况进行了详尽科学研究，结果显示，与灯管对比，翅片管散热器能通过毁坏洁净台附面层来加强换热，同样负荷下所需要的冷凝换热器总面积更小。 此外，积垢难题没有更比较严重。对新式复合型防腐蚀表层冷凝换热器烟气侧热对流冷凝换热规律性进行了实验研究，发觉烟气在新式防腐蚀复合型表层冷凝成珠状。 试验获得的烟气强制性热对流冷凝换热的试验规则关系式为： Nu=2.658 6Re0.5J0.494。 此公式计算适用Re=4 797~6 815，J=0.093~23.894。 试验说明，烟气侧热对流冷凝换热试验规范关系式为： Nu=1.848Re0.4J0.43，J=0.18~5.27，Re0.4J0.43=4.86~17.6燃气冷凝换热全过程，产能过剩。加热炉烟气余热回收冷凝回收利用全过程烟气中水蒸汽冷凝占比为28.78%、57.42%、75.51%，因而烟气环境温度应维持在50°C下列以提升烟气回收利用高效率。

3结果

文中分析表明，现阶段燃气锅炉冷凝换热器的科学研究关键集中化在加强冷凝换热器防腐蚀性能和冷凝换热器传热加强技术性2个层面。 目前研究表明，开发设计具备防腐蚀作用的高效率冷凝换热器是以后科学研究的关键，开发设计新式板翅式能够进一步汇总换热规律性进一步提升改善冷凝换热器。

参考文献：

［1］吴媛媛，王随林，潘树源，等.不同防腐层烟气冷凝换热器性能实验研究［J］.煤气与热力，2010，30（3）：20-24.

［2］冷凝式燃气锅炉应用现状与发展趋势研究[J]. 吴恒峰.  山东工业技术. 2018(16)

【作者简介】徐培杰（1989—3 ),男，汉，学历：本科，单位：贵州鸿巨燃气热力工程有限公司，山东诸城人，工程师，从事暖通与燃气工程管理，学士