高效冷凝模塊鍋爐是一種新型的燃氣鍋爐，采用全預混式天然氣與空氣預先充分混合再燃燒的一種方式，這種燃燒方式能夠保證燃氣的充分燃燒，而冷凝鍋爐通過吸收煙氣中的顯熱和潛熱，使得鍋爐的熱效率超過了100%。

  一、鍋爐的熱平衡

  熱效率是鍋爐的重要參數(shù)，熱效率越高，鍋爐也就越節(jié)能。對于中小型的燃氣鍋爐，一般不需要空氣預熱器，因此標準立方天然氣帶入鍋爐的熱量為固定值，在鍋爐熱損失中，燃氣燃燒不充分及散熱損失只占很小一部分，大部分是排煙熱損失，占有95%的比重，因此通過降低排煙溫度能夠提高鍋爐熱效率。

  二、天然氣燃燒產(chǎn)物

  天然氣的主要成分是烷烴，燃燒產(chǎn)物中含有大量的水蒸氣，水蒸氣的汽化潛熱占燃料燃燒釋放熱量的10%左右。普通的大氣式鍋爐沒有冷凝回收措施，就會損失這10%熱量，而對于高效冷凝模塊鍋爐，煙氣中的水蒸氣以液態(tài)水的形式排放，降低排煙熱損失，提高了鍋爐的熱效率。

  三、排煙溫度

  要想吸收利用水蒸氣的汽化潛熱，必須使排煙溫度低于煙氣露點。煙氣露點與過量空氣系數(shù)有關(guān)，普通燃氣鍋爐，過量空氣系數(shù)在1.6-2.0，煙氣露點在50℃以下。在我國，基本以散熱器供熱，要求回水溫度在50℃以上。此外，煙氣中含有硫氧化物和氮氧化物，如果出現(xiàn)冷凝液能夠腐蝕鑄鐵鍋爐，為了防止鍋爐腐蝕，一般排煙溫度在110℃以上，也就無法利用煙氣中水蒸氣的潛熱。

  高效冷凝模塊鍋爐采用全預混燃燒技術(shù)，過量空系數(shù)在1.2左右，煙氣露點在55℃。對于回水溫度不超過55℃的工況，煙氣中的水蒸氣將會冷凝放熱，其中的潛熱能夠被利用。同時煙氣中的過量空氣含量降低，帶走的爐膛熱量也會降低，進一步減少熱損失。

  此外高效冷凝模塊鍋爐的材質(zhì)為硅鋁鎂合金，比普通燃氣鍋爐的材質(zhì)傳熱系數(shù)高，因此在有限的空間內(nèi)，硅鋁鎂合金鍋爐傳熱更快。而且鋁很活潑，能夠與空氣中的氧氣形成致密的氧化鋁保護膜，有效降低冷凝液的腐蝕。

  四、有害氣體排放

  1 一氧化碳

  一氧化碳主要來源于天然氣的不完全燃燒，即缺氧的情況下。理論上來說，大氣式燃燒方式不會出現(xiàn)這樣的情況，因為空氣充足，但是實際上大氣式燃燒生成的一氧化碳濃度在100ppm-150ppm之間，這和大氣式燃燒方式有關(guān)。過程如下：燃氣通過一定壓力進入文丘里管，同時一定量的空氣被吸入，在燃燒器表面燃燒，由于空氣不足，二次空氣會在燃燒器的周圍進行補充燃燒，燃燒發(fā)生在火焰外表面，空氣中氧分子在擴散的作用下與燃氣反應，當氧分子擴散速度低于火焰燃燒速度時，就會出現(xiàn)缺氧燃燒的情況，從而生成大量的一氧化碳。高效冷凝模塊鍋爐采用金屬纖維燃燒器，空氣與燃氣預混后在燃燒器表面燃燒，過程空氣系數(shù)在1.2左右，不存在缺氧燃燒情況，滿負荷一氧化碳排放在35ppm以下，低負荷一氧化碳排放在5ppm以下。

  2 氮氧化物

  氮氧化物有一氧化氮和二氧化氮，空氣中的氧氣和氮氣在高溫情況下先生成一氧化氮，一氧化氮氧化后生成二氧化氮。如果降低燃燒溫度，就能夠有效抑制一氧化氮的生成，由于鋁的導熱性能遠高于鑄鐵的導熱性能，這就導致硅鋁鎂合金高效冷凝模塊鍋爐能夠更快將爐膛熱量傳遞給水，高溫滯留時間短，從而減少了氮氧化物的生成和排放量。全預混硅鋁鎂合金高效冷凝模塊鍋爐氮氧化物濃度在15ppm以下，普通燃氣鍋爐氮氧化物濃度則在50ppm以上。

  綜合以上分析，高效冷凝模塊鍋爐在節(jié)能環(huán)保方面都優(yōu)于普通燃氣鍋爐。作為傳統(tǒng)的鍋爐，已經(jīng)不能滿足很多高標準煙氣排放地區(qū)的需求，將越來越多被高效冷凝模塊鍋爐所取代。

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