全預(yù)混冷凝鍋爐是一種新型的燃?xì)忮仩t，全預(yù)混是天然氣與空氣預(yù)先充分混合再燃燒的一種方式，這種燃燒方式能夠保證燃?xì)獾某浞秩紵?，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%。大氣式鑄鐵鍋爐則是采用部分預(yù)混燃燒方式的鍋爐，排煙溫度比冷凝鍋爐要高，在節(jié)能減排方面都比冷凝鍋爐差。

  1、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(duì)于中小型的燃?xì)忮仩t，一般不需要空氣預(yù)熱器，因此標(biāo)準(zhǔn)立方天然氣帶入鍋爐的熱量為固定值，在鍋爐熱損失中，燃?xì)馊紵怀浞旨吧釗p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。

  2、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(huì)損失這10%熱量，而對(duì)于冷凝鍋爐，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。

  3、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(diǎn)。煙氣露點(diǎn)與過量空氣系數(shù)有關(guān)，大氣式鑄鐵鍋爐，過量空氣系數(shù)在1.6-2.0，煙氣露點(diǎn)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。

  全預(yù)混冷凝鍋爐采用全預(yù)混燃燒技術(shù)，過量空系數(shù)在1.2左右，煙氣露點(diǎn)在55℃。對(duì)于回水溫度不超過55℃的工況，煙氣中的水蒸氣將會(huì)冷凝放熱，其中的潛熱能夠被利用。同時(shí)煙氣中的過量空氣含量降低，帶走的爐膛熱量也會(huì)降低，進(jìn)一步減少熱損失。

  此外全預(yù)混冷凝鍋爐的材質(zhì)為硅鋁鎂合金，比鑄鐵鍋爐的材質(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(hù)膜，有效降低冷凝液的腐蝕。

  4、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(huì)出現(xiàn)這樣的情況，因?yàn)榭諝獬渥?，但是?shí)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?xì)馔ㄟ^一定壓力進(jìn)入文丘里管，同時(shí)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(huì)在燃燒器的周圍進(jìn)行補(bǔ)充燃燒，燃燒發(fā)生在火焰外表面，空氣中氧分子在擴(kuò)散的作用下與燃?xì)夥磻?yīng)，當(dāng)氧分子擴(kuò)散速度低于火焰燃燒速度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)缺氧燃燒的情況，從而生成大量的一氧化碳。全預(yù)混冷凝鍋爐采用金屬纖維燃燒器，空氣與燃?xì)忸A(yù)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(fù)荷一氧化碳排放在35ppm以下，低負(fù)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?dú)庠诟邷厍闆r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(dǎo)熱性能遠(yuǎn)高于鑄鐵的導(dǎo)熱性能，這就導(dǎo)致硅鋁鎂合金全預(yù)混冷凝鍋爐能夠更快將爐膛熱量傳遞給水，高溫滯留時(shí)間短，從而減少了氮氧化物的生成和排放量。硅鋁鎂合金全預(yù)混冷凝鍋爐氮氧化物濃度在15ppm以下，普通鑄鐵鍋爐氮氧化物濃度則在50ppm以上。

  綜合以上分析，全預(yù)混冷凝鍋爐在節(jié)能環(huán)保方面都由于大氣式鑄鐵鍋爐。大氣式鑄鐵鍋爐作為傳統(tǒng)的鍋爐，已經(jīng)不能滿足很多高標(biāo)準(zhǔn)煙氣排放地區(qū)的需求，將越來越多被全預(yù)混冷凝鍋爐所取代。當(dāng)然冷凝鍋爐初裝費(fèi)用要高于普通燃?xì)忤T鐵鍋爐，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。

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