冷凝锅炉热效率分析_陈蓉
冷凝型燃气锅炉热效率
冷凝型燃气锅炉热效率
冷凝型燃气锅炉是一种高效率的暖气和热水供应设备，具有较高的热效率。
其热效率取决于燃气的燃烧效率和烟气中水蒸气的冷凝利用率。
一般而言，冷凝型燃气锅炉的热效率可达到90%以上。
其主要特点是在燃烧过程中通过烟气冷凝技术，将水蒸气中的热量回收利用。
具体的热效率取决于以下几个因素：
1.燃烧效率：冷凝型燃气锅炉通过优化燃烧技术，提高燃烧
效率来降低燃料的消耗。
燃烧效率指的是燃烧器将燃气高效地转化为热能的能力。
先进的燃烧器设计和控制系统可以实现高达98%以上的燃烧效率。
2.烟气冷凝利用率：冷凝型燃气锅炉在燃烧过程中，通过回
收烟气中所含的水蒸气中的热量来提高热效率。
这是通过冷凝烟气中的水蒸气并在热交换器中释放热量来实现的。
冷凝效果越好，热效率越高。
3.锅炉设计和技术：冷凝型燃气锅炉的设计和技术也会影响
热效率。
例如，采用高效的热交换器设计、优化的管路布置以及智能控制系统等可以提高热效率。
需要注意的是，冷凝型燃气锅炉的热效率是指在额定工况下的最高热效率。
实际使用中，对于不同的工况和运行状态，热效率会有所变化。
因此，在选择和使用冷凝型燃气锅炉时，要根据实际需求，考虑工况因素和货真价实的热效率指标。
此外，
定期的维护和清洁也对保持高热效率至关重要。
冷凝锅炉热效率分析
关键词：热效率 冷凝锅炉
Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ Ｂｏｉｌｅｒ
ＣＨＥＮ Ｒｏｎｇ ＸＵ Ｃｈａｎｇｈｏｎｇ ＬＩ Ｊｕｎ （Ｊｉｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ， Ｊｉｎａｎ ２５００３３） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ａｕｔｈｏｒ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｔ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｃａｎ ｒｅｔｒｉｅｖｅ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｉｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈｅ ｅｘｉｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ－ｆｉｒｅｄ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｓｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｕｓｉｎｇ ｗｉｄｅｌｙ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：Ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ
前言 目前我国的锅炉仍以燃煤为主，但随着天然 气的迅速发展，燃烧清洁能源 － 天然气供热锅炉 将会增多。由于燃烧天然气基本不排放 ＳＯ２，并比 燃 煤 减 少 氮 氧 化 合 物 排 放 ４５％， 减 少 ＣＯ２ 排 放 ５２％ ； 比 燃 油 减 少 氮 氧 化 合 物 ６３％ ， 减 少 ＣＯ２２６％。 按 照 国 际 上 采 用 的 成 本 效 率 分 析 法 ，即 把大气污染浓度或总排放量降到指标水平的成本 最低分析方法，发展天然气供热是一个可选择的 最佳方案。［１］ 因此，有条件的地区应推广使用天然 气锅炉。但是，一般天然气热水锅炉排烟温度在 １８０℃以 上 ，蒸 汽 锅 炉 在 ２００℃以 上 ，有 时 甚 至 高 达 ３００℃，浪费了大量的能源。而采用冷凝余热回 收锅炉， 回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜 热锅炉热效率可达 １０３％以上，排烟温度降至 ４０～ ５５℃。因而，充分利用了能源，并降低了使用费。本 文详细对天然气冷凝锅炉热效率进行分析和计
冷凝燃气锅炉评价与热效率计算
1
锅炉烟气中水蒸气冷凝问题
以往设计锅炉时， 为防止烟气露点腐蚀， 排烟温 度取得较高， 排烟热损失大， 锅炉热效率不高。根据 长 期运行实践经验积累及技术进步 ， 烟气露点腐蚀
0508 收稿日期： 2015-
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
式中g排烟热损失相应于排烟过量空气系数和排烟温度条件下的烟气焓kjm排烟过量空气系数得则理论冷空气焓kjmq燃料收到基低位发热量kjmg气体不完全燃烧热损失q气体不完全燃烧损失热量kjmg散热损失q锅炉散热损失热量kjmr
36 003606 8774 （ 2015 ） 04文章编号：1004-
工
业
锅
（ 2 ） 潜热回收明显少于显热回收 对于天然气锅炉， 排烟温度从 200 ħ 降 到 60 3 ħ， 每立方米天然气可多回收烟气显热 2 361 kJ / m （ 标态） ；若壁温较低， 当烟气中有 20% 水蒸气冷凝
3 时， 还可回收潜热 761 kJ / m （ 标态 ） 。 则潜热回收 显热回收约占全部回收的 约占全 部 回 收 的 1 /4 ，
2
2
含冷凝的燃气高效工业锅炉
（ 1 ） 排烟温度约为 100 ħ 的燃气高效工业锅炉
10 000 W / m ħ 以上； 但有 1% 不可溶气体时， α约 下降一半。 对于烟气冷凝放热系数： 含水蒸气的烟气由于 不可溶气体 （ 烟气 ） 占主导地位， 尽管冷凝， 其放热 系数不可能提高很多。大量文献给出的资料表明仍 与单相 烟 气 处 于 同 一 数 量 级 （ 提 高 不 会 超 过 10 倍） 。不同条件下不同结构冷凝器试验表明， 放热 2 3 倍甚至 4 倍， 系数 α 提高 2 倍、 也有 1． 5 3 倍 不等
冷凝式锅炉的热效率分析
冷凝式锅炉的热效率分析首先，我们来了解一下冷凝式锅炉的工作原理。
冷凝式锅炉在燃烧过程中产生的烟气包含大量的水蒸气，当废气冷却到饱和温度以下时，水蒸气会凝结成水，释放出潜热。
这些水蒸气中携带的热量在传统锅炉中往往会被废弃，而在冷凝式锅炉中则能够通过冷凝器进行热回收，提高热效率。
冷凝式锅炉的热效率主要包括燃烧效率和冷凝效率两个方面。
燃烧效率指的是锅炉燃料燃烧生成热量与燃料所带热量之间的比率，一般情况下，燃烧效率只能达到80%左右，因为在燃烧过程中总会有一部分热量散失。
而冷凝效率则是指通过冷凝器回收烟气中的水蒸气潜热的比率，通常可以达到90%以上。
综合考虑两个效率，冷凝式锅炉的总热效率一般可以达到95%以上，而传统锅炉的总热效率一般只能在80%左右。
冷凝式锅炉的高热效率主要来自于冷凝效应的利用。
当废气冷却到饱和温度以下时，水蒸气开始凝结成水，释放出潜热。
具体来说，锅炉废气在冷凝器中通过与回流水的热交换，使废气温度迅速下降，导致水蒸气凝结成水，释放出的潜热可以用于加热供水。
这样，锅炉的供热效果得到充分利用，并且废气温度降低到露点以下，从而避免了烟囱产生冷凝水而腐蚀烟囱的问题。
冷凝式锅炉还具有其他一些优点。
首先，冷凝式锅炉能够通过燃料预热和余热回收技术进一步提高热效率。
其次，由于冷凝式锅炉的废气温度低于传统锅炉，所以废气排放的污染物含量也大大降低，对环境的影响更小。
此外，冷凝式锅炉还具有结构紧凑、占地面积小等优点。
总结起来，冷凝式锅炉的热效率较高，主要是通过冷凝效应的利用来提高效率。
虽然冷凝式锅炉的燃烧效率与传统锅炉差别不大，但通过回收废气中的水蒸气潜热，冷凝式锅炉的总热效率显著提高。
冷凝式锅炉的广泛应用将有助于节约能源、减少环境污染，并提高锅炉的经济效益。
燃气锅炉冷凝余热回收效率分析计算
（２）
ｃ＾＋ｃｍ＋号㈨一。ｚ＋Ｈ２０－ｋ－髓
（１）
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Ｔａｂｌｅ １
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陕北天然气和四ＪＩＩ天然气成分
Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ ｉｎ ｎｏｒｔｈ Ｓｈａａｎｘｉ ａｎｄ Ｓｉｃｈｕａｎ
项目
公式及数据来源
结果
Ｃ０２容积／（Ｎｍ３／Ｎｍ３） 水蒸气理论容积／（Ｎｍ３／Ｎｍ３） 氮气理论容积／（Ｎｍ３／Ｎｍ３） 过量空气系数 实际水蒸气容积／（Ｎｍ３／Ｎｍ３） 烟气总容积／（Ｎｍ３／Ｎｍ３） 水蒸气容积份额 烟气露点／℃ 高位发热量／（ｋＪ／ｍ３） 低位发热量／（ｋＪ／ｍ。）
时，通过冷凝式余热回收设备既可以回收烟气中水 蒸气的显热，又能回收其汽化潜热，回收效率明显
提高。如表３数据所示，当排烟温度降到７０℃时，
口一１．３ ａｉｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
排烟温度
口一１．２
燃气锅炉的热效率可提高４％左右，而当排烟温度
０．９５ １．８９ ２．８４ ３．７７ ４．２４ ８．１７ １１．９６ １４．３８ １６
中图分类号：ＴＫ ２２９．８
文献标识码：Ａ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－－０４１１．２０１３．０２．０２０
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｗａｓｔｅ
Ｅｘｃｅｓｓ Ｈｅａｔ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ
Ｄｕｒｉｎｇ Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｎａｔｕｒａｌ—Ｇａｓ
以回收烟气中的显热，又能回收烟气中的潜热，理 论计算显示，锅炉热效率可提高１０％～１６％，经 济效益显著［１ｑ］。
收稿日期：２０１２－１０—２５
冷凝式燃气蒸汽发生器热效率
冷凝式燃气蒸汽发生器热效率引言冷凝式燃气蒸汽发生器是一种高效、节能的发热设备，其热效率的提高对于工业生产和能源利用都具有重要意义。
本文将深入探讨冷凝式燃气蒸汽发生器的热效率及其影响因素。
1.热效率的定义热效率是指燃料在发生燃烧过程中产生的热量与燃料输入热量的比值，通常用百分数表示。
冷凝式燃气蒸汽发生器的热效率即为其能够将燃料中的能量转化为蒸汽的能力。
2.热效率的计算方法冷凝式燃气蒸汽发生器的热效率可以通过以下公式进行计算：热效率=(蒸汽产量×蒸汽焓值)/燃料消耗热值其中，蒸汽产量指的是发生器单位时间内产生的蒸汽量；蒸汽焓值则表示单位质量的蒸汽所具有的能量；燃料消耗热值是指单位时间内燃料所释放的热量。
3.影响热效率的关键因素冷凝式燃气蒸汽发生器的热效率受到多个因素的影响，以下是其中的几个关键因素：3.1燃料燃烧质量燃料的燃烧质量直接影响了燃气发生器的热效率。
完全燃烧可以最大化地释放燃料的热能，而不完全燃烧会导致热能的损失。
因此，合理的燃烧调节系统对于提高热效率至关重要。
3.2燃料种类及质量不同种类和质量的燃料具有不同的热值和燃烧特性，从而对热效率产生影响。
优质的燃料热值高，可以提供更多的热能，从而提高热效率。
3.3烟气排放温度冷凝式燃气蒸汽发生器的烟气排放温度越低，说明烟气中的热能损失越小，对热效率的提高起到积极作用。
因此，合理设计和运行烟气排放系统可以有效地降低烟气排放温度，提高热效率。
3.4热量损失燃气蒸汽发生器在运行过程中存在一定的热量损失，如烟气散失、温度不均匀、传热面积不充分等。
减小热量损失，提高传热效率是提高热效率的关键。
4.提高热效率的方法为了提高冷凝式燃气蒸汽发生器的热效率，可以采取以下几种方法：-优化燃烧系统，提高燃料的燃烧效率，减小不完全燃烧的产生。
-选择高质量的燃料，提高燃料的热值，增加热能输出。
-设计合理的烟气排放系统，降低烟气排放温度，减小热能损失。
-加强对热量损失的控制，提高传热效率，减少各种损失。
燃气冷凝锅炉的热效率计算与能效评定方法探讨
（ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｚ ｈ ｉ — ｇ ｕ ａ ｎ ｇ Ｂ ｏ ｉ ｌ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ２ ６ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘
尔滨 工业 大 学 动 力
工程 系热 能 工程 专 要： 不 附加条 件地将烟气冷凝燃气锅 炉的热效率定义 为“ 大于 １ ０ ０ ％” ， 很 可能引起误 业 ， 高级工程师； 主 程技 术 及 产 品 的研 发与设计工作 。
０ 引 言
我 国 出现 烟 气 中 部 分 水 蒸 气 冷 凝 的燃 气 锅 炉 （ 简称 烟气 冷凝 锅 炉 ） 至今 ， 一些科技论文 、 产 品样 本 中， 提及 这 种 锅 炉 的 热效 率 “ 大于 １ ０ ０ ％” 又 不 附 带说明， 不 仅违 反 能 量 守 恒 定 律 ， 还可能引起误导 ；
本 文 是我 们 对文 献 ［ １ ］ 的补充 。
带人的热量 ， 其输入热量” 为：
Ｑ 输 人＝ Ｑ 低 位 ＋ △ Ｑ 外 部 加 热 空 气十 △ Ｑ 蒸 汽 雾 化 由于输 入热 量增 加 ， 则燃料 耗量 减少 。
当 烟气 部 分 冷 凝 释 放 出潜 热 使 输 入 热 量 增 加
Ｇａ ｓ — ｉｒ ｆ ｅ ｄ Ｃｏ ｎ ｄｅ ｎ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｂｏ ｉ ｌ ｅ ｒ
第一 作 者 ： 梁 耀 东
Ｌ Ｉ ＡＮＧ Ｙａ ｏ — ｄ ｏ ｎ ｇ， Ｚ ＨＡＮＧ Ｚｈ ｏ ｎ ｇ — ｍｉ ｎ， ＬＩ Ｚｈ ｉ — ｇ ｕ ａ ｎ ｇ
（ １ ９ ６ ０一 ） ， 毕 业 于 哈
有些科技论文 、 专著提 出“ 热效率是大于 １ ０ ０ ％， 它 是 以低 位 发 热 量 为基 础 计 算 出来 的 ” ； 既 然 热 效 率
浅谈冷凝燃气锅炉利用的低碳节能
浅谈冷凝燃气锅炉利用的低碳节能摘要：迈入21世纪，燃气是全世界需求增长最快的主要能源，按照国家“稳定东部、发展西部、开拓海域、西气东输”的总体规划，我国燃气产业发展已经进入一个崭新的时代。
然而随着燃气的利用，对全球气候的影响巨大。
全球气候变化是人类迄今面临的最重大的环境问题。
近几年来我国对环境问题越来越重视，节能减排力度越来越大，天然气作为清洁能源的优点也日益突出。
该文结合天然气特点及冷凝余热原理，阐述了冷凝燃气锅炉利用的低碳节能。
关键词：冷凝燃气锅炉低碳节能21世纪人类面临的最严峻的挑战就是全球气候变暖，解决气候变化问题的根本措施是减少温室气体的人为排放。
中国作为世界上最大的碳排放国，同时也是对世界环境高度负责任的国家，利用新型的燃气节能设备，减少温室气体的排放，发展低碳经济已经成为一种必然的选择。
天然气具有洁净、高效、储量丰富、价格稳定等特点，但天然气剩余可采储量有限，如何合理利用是首要问题。
燃气作为燃料燃烧，在产生效率提供动力的同时，排放出大量的余（废）热。
余（废）热的回收利用，是现代城市能源合理利用规划中不可忽视的，具有重大经济、环保效益。
目前，余（废）热的利用方式很多，如冷凝燃气锅炉，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。
1凝结潜热概念所谓显然是指纯物质在不发生相变和化学反应的条件下，因温度的改变而吸收或放出的热叫显热。
潜热是指在温度保持不变的条件下，1kg物质在从某一个相转变为另一个相的相变过程中所吸入或放出的热量。
同种物质在温度相同、方向相反的相变过程中所吸入或放出的潜热，其量值必相等，如汽化潜热总是等于凝结潜热。
锅炉燃料完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以凝结水状态排出时所放出的热量称为燃气高热值，而水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量称为燃气低热值。
传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。
冷凝式锅炉的热效率分析
冷凝式锅炉的热效率分析传统锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。
众所周知，锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热量的热损失。
因此传统锅炉热效率一般只能达到87%～91%。
而冷凝式余热回收锅炉，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。
以天然气为燃料的冷凝余热回收锅炉烟气中水蒸汽容积成分一般为15%～19%，燃油锅炉烟气中水蒸汽含量为10%～12%，远高于燃煤锅炉产生的烟气中6%以下的水蒸汽含量。
目前锅炉热效率均以低位发热量计算，尽管名义上热效率较高，但由于天然气高、低位发热量值相差10%左右，实际能源利用率尚待提高。
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时，烟气中的水蒸汽将被冷凝，释放潜热，10%的高低位发热量差就能被有效利用。
冷凝式锅炉的经济利益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。
天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的经济性评价
天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的经济性评价摘要：本文主要针对天然气锅炉改造为冷凝式锅炉展开思考和分析，总结了天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的经济性方面的问题，对经济性这个指标进行了评价和总结，可供参考。
关键词：天然气锅炉；冷凝式锅炉；经济性在天然气锅炉改造为冷凝式锅炉的过程中，我们要考虑诸多因素，其中一个关键性的因素就是其经济性问题，提高其经济性是为了能够让天然气锅炉改造为冷凝式锅炉之后应用更加符合需求。
1锅炉选型的原则为有效地保护环境，要防止边治理污染边制造污染。
锅炉烟气是主要的大气污染源之一，因此我国环境保护部发布了《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014），该标准对锅炉烟尘允许排放浓度及SOX，NOX最高允许排放浓度，分别根据一、二、三类地区对环境保护的不同要求做了详细明确的说明和规定。
京津冀及周边区域“2+26”个城市针对重度雾霾，又制定了更严格的大气污染物排放标准。
燃气锅炉虽然在烟尘排放大大低于燃煤锅炉，但燃气锅炉NOX排放量如果未加处理，排放量仍然不低。
天然气在锅炉中的燃烧方式分扩散燃烧和预混燃烧两类。
天然气预混燃烧是人气在燃烧前与部分或全部的空气均匀混合后再送入炉内燃烧，在调整燃气燃烧室可调整天然气的工作压力、总风量、燃烧器配风、投运燃烧器数量及改变炉膛火焰中心高度等。
而扩散燃烧是指燃气与空气的锅炉内，一边扩散混或一边燃烧。
扩散燃烧的快慢主要取决于燃气与空气混合的程度，扩散燃烧火焰为发光火焰，火焰温度不太高，但是较均匀，火焰的稳定性好，不会发生回火现象，脱火的可能性也很小。
2使用冷凝式锅炉的意义天然气属于清洁能源，主要燃烧产物是水蒸汽和二氧化碳。
天然气相对煤炭价格较高。
如果降低天然气锅炉排烟温度，就可以提高能源利用率，有较大的经济效益。
天然气燃烧产物水蒸汽占份额较大，根据水蒸汽分压系数可知烟气中水露点一般在56～60℃。
我们通过用冷媒介质(如冷水、冷空气等)降低烟气温度至露点以下，同时回收烟气的显热和潜热。
冷凝式锅炉热效率高于100%的技术分析
冷凝式锅炉热效率高于100%的技术分析摘要：本文介绍了冷凝式锅炉技术原理和在国内外的发展情况，分析了固体、液体、气体燃料的热量回收效率，从技术角度论证了锅炉热效率高于100%的可能性。
关键词：锅炉热效率冷凝式供热锅炉是一种重要的动力设备，在工业和民用领域都扮演者至关重要的角色。
一直以来，我们知道锅炉的热效率都低于100%，而随着科技的进步，出现了一些厂家自称其锅炉产品的热效率高于100%，那么它是否真实可信？是否违背能量守恒定律？本文以冷凝式锅炉为例，对此进行分析。
一、燃料的发热量单位质量的燃料在完全燃烧时所发出的热量称为燃料的发热量，燃料的发热量分为高位发热量和低位发热量两种。
高位发热量是指1千克燃料完全燃烧时放出的全部热量，包括烟气中水蒸汽已凝结成水所放出的汽化潜热。
从燃料的高位发热量中扣除烟气中水蒸汽的汽化潜热时，称为燃料的低位发热量。
我国大量的工业锅炉和加热炉设计的排烟温度一般都在150℃以上，运行时的排烟温度更高，可达200℃以上，设置如此高的排烟温度使为了避免低温受热面的酸腐蚀，从而使排烟热损失增大，热效率低下，并造成环境大气的热污染，因此降低排烟温度可大大回收其带走的热量，提高锅炉热效率。
可见，任何燃料都有高位发热量和低位发热量之分，我们一般所说的某种燃料的发热量指的是低位发热量。
高位发热量：Q高 = Q低 + Q潜低位发热量：Q低 = Q效 + Q损热损失：Q损 = Q烟 + Q散 + Q燃锅炉效率：η= Q效 / Q低×100%二、锅炉效率和燃料的关系任何锅炉的额定效率都是在使用特定燃料，同时在额定状态下运行时定义的。
锅炉未使用特定燃料，或不在额定工作状态下运行时，实际效率会低于额定效率，也就是说，额定效率是锅炉的最大效率。
可见，要提高锅炉的热效率，就要使Q效增大，也就是尽量减小Q烟、Q散和Q燃，同时若能回收水蒸气带走的Q潜，使其转化为有效热量。
冷凝式锅炉就是这样一种技术。
全预混燃烧及冷凝换热技术在锅炉上的研究与应用
全预混燃烧及冷凝换热技术在锅炉上的研究与应用黄丹君浙江音诺伟森热能科技有限公司摘要：本文介绍的一种新型全预混冷凝燃气锅炉，其整体结构布局、关键零部件材质选择及结构特点，验证全预混燃烧技术和冷凝换热技术在燃气锅炉上应用的先进性和成熟性及其给产品综合性能上带来的 提升。
实践验证，全预混冷凝炉运行热效率在97%。
以上；部分负荷冷凝状态下，热效率可大于107%。
；同时烟气中N O jP C O的排放均满足国家最严标准。
相比其他类型的传统锅炉，全预混冷凝炉在节约能耗，降低有害物质排放及提升热效率等方面均有着显著的优势。
关键词：全预混燃烧冷凝换热热效率热水锅炉铸铝热交换器天然气DOI:10.13770/ki.issn2095-705x.2018.03.010R esearch and A pplication on Full Prem ixed C om bustion and Condensation H eat Exchange Technology at BoilerHuang DanjunZhejiang Province Inovisen Thermal Science Technology Co.，LtdAbstract:The article introduces new type full premixed condensation gas-fired boiler,whole overall structure arrangem ent,key parts materials selection and structure characteristics confirm advantage and mature and comprehensive performance improvement of full premixed combustion technology and condensation heat exchange technology applied in gas-fired boiler.The case study shows that operation efficiency is over97%and 107%under some load condensation mode.While NOx and CO emission meet national standard com paring to other typical boilers,full premixed condensation boiler has advance in energy sa vin g,em ission reducing and heating efficiency im proving.Key words:Full Premixed Com bustion,Condensation Heat Exchange,Heating Efficiency,Hot W ater Boiler,Cast Aluminium Heat Exchanger,Natural Gas上海节能全预混冷凝技术是一种比较成熟的技术。
冷凝式锅炉辅助太阳能供热系统性能分析
， 余下 +"# 供暖热负荷和生活热水耗 日照时间为 )* ） 热量需要辅助热源提供， 由此可见辅助热源的选取对 太阳能供热系统的经济性运行具有决定性的意义。鉴 于目前太阳能的辅助热源一般为电加热器和燃油燃 气锅炉， 而且市场上这些热能设备的厂家较多， 价格 波动较大， 本文只对以电加热器、 燃气锅炉和冷凝式 燃气锅炉作为辅助热源的太阳能供热系统进行能耗 分析。 表 %--不同辅助热源的能耗分析
我国太阳能资源十分丰富约三分之二的国土年太阳辐射总量接近或超过其是广大的华北西北地区日照充足为利用太阳能提供了良好的条件并且在我国北方一些冬季太阳能资源丰富的地区如沈阳在晴天时使用太阳能低温热水地板辐射供暖系统的供暖率达到了季平均日照时间为123国外在进行太阳能低温热水地板辐射供暖系统研究时也得出冬季太阳能可以提
! 太阳能集热器 $ 蓄热水箱 0 集热器水泵 - 热水供应水泵 / 换热水
箱 > 供暖热水两用冷凝式锅炉 & 采暖循环水泵 , 低温热地板 + 安 全阀 !% 三通调节阀 !! 自来水 !$ 燃气 !0 生活热水
!#$B"" 冷凝式锅炉辅助太阳能供热系统的构成和特点 !C$C! 系统的构成
在建设部制定的 《 中国 “ 住 宅 阳 光 计 划 ”纲 要 》 根据当前太阳能技术与产业的条件， 考 D 草稿 E 中提出： 虑 到 今 后 的 发 展 趋 势 ，结 合 我 国 住 宅 建 设 的 实 际 情 况 ，太 阳 能 低 温 热 水 地 板 辐 射 采 暖 技 术 是 实 施 中 国 国外也 “ 住 宅 阳 光 计 划 ”的 重 点 和 优 先 领 域 之 一 ?!@$A， 利用低温热水地板供暖， 并 对 其 进 行 了 研 究 ?>@,A， 因此 该系统供暖末端采用低温热水地板供暖。为了使冷凝 式锅炉辅助太阳能热水系统能满足用户在一年四季 里全天候稳定供热的需要， 根据太阳能供热、 地板供 热和冷凝式锅炉的特点，构成图 ! 所示的冷凝式锅炉 辅助太阳能热水器供热系统。 该系统可为单户住宅服务，由四个部分组成： 太 阳能收集系统， 冷凝式锅炉辅助加热系统， 热水供应
天然气冷凝式锅炉热效率的简单测试方法
要求。
关键词： 冷凝式锅炉；简单测试；含湿量；热效率
中图分类号： TK229.8
文献标识码： A
文章编号： 2095-0802-(2019)10-0068-03
Simple Test Method of Thermal Efficiency for Natural Gas Condensing Boiler
试推行的关键技术问题。分析了天然气冷凝式锅炉热效率测试的影响因素，从传热、传质和烟气含湿量变化方面对冷凝
过程进行了分析，认为烟气的冷凝过程实质上是一个烟气除湿冷却的过程，排烟温度和过量空气系数能够反映烟气的含
湿量，给出了排烟热损失的修正值。通过 10 台锅炉的热效率测试结果对比，证明该方法误差较小，可以满足简单测试的
0 变化等因素 影响，锅炉运行状态会发生变化，可能造成能效指标 降低，达不到技术规范要求的情况。当前，节能环保 压力日益增大，节能降耗上升为国家战略。为及时发 现和纠正工业锅炉能效指标偏离的现象，TSG G0002— 2010 锅炉节能技术监督管理规程 要求使用单位加强 锅炉能源检测、计量和统计，定期对锅炉及其系统运 行能效进行评价，应当每 2 a 对在用工业锅炉进行一次 定期能效测试。对于达不到能效指标者，应进行节能 诊断，能耗严重超标者应及时整改。
收稿日期：2019-08-20 第一作者简介：罗俊勇，1973年生，男，四川自贡人，2011年毕业 于四川大学化学工程专业，硕士，高级工程师。
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经验公式并不适用于锅炉系统烟气发生冷凝的情况。为 推进在用冷凝式锅炉定期能效测试工作，合理评价冷凝 式锅炉运行效率，发挥简单测试快速判定锅炉实际运行 能效状况、节能诊断的优势，需要制订测试结果准确、 操作简单、经济适用的简单测试方法。
“冷凝炉适配调速锅炉泵节能效果”实验项目数据分析及结论
“冷凝炉适配调速锅炉泵节能效果”实验项目数据分析及结论2023年4月，全球专业的智能室内环境解决方案提供商喜德瑞热能集团（BDR）、全球领先的水泵及水泵系统制造商威乐（Wilo）在喜德瑞中国嘉兴工厂联合启动“冷凝炉适配调速锅炉泵节能效果”实验项目2023年4月，全球专业的智能室内环境解决方案提供商喜德瑞热能集团（BDR）、全球领先的水泵及水泵系统制造商威乐（Wilo）在喜德瑞中国嘉兴工厂联合启动“冷凝炉适配调速锅炉泵节能效果”实验项目，旨在通过实验手段，验证“冷凝炉适配调速锅炉泵”对比于定速锅炉泵的节能性，并根据具体数据得到冷凝炉供热系统的应用设计、运行策略的建议，指导工程实践。
经过启动前的准备工作，喜德瑞各品牌的冷凝炉与威乐变频泵（调速锅炉泵）配套，在“一炉一泵”形式的冷凝炉供热系统中，可实现：•调速锅炉泵受控于冷凝炉，安全性高、调速功能可靠；•冷凝炉不同负荷位条件下，通过锅炉泵调速，能够维持锅炉供回水温差稳定于20℃。
实验说明实验系统示意图设备1——冷凝炉（额定热输出50kW）设备2——锅炉泵（可受控于锅炉调速，可定速）设备3——板式换热器其中：——锅炉回水温度，℃——锅炉供水温度，℃——锅炉目标供水温度，℃本实验，分别在一次侧定流量（锅炉泵定速）、一次侧变流量（锅炉泵调速）的工况下，测试不同锅炉负荷位、不同锅炉供水温度条件下（同时对应于不同的回水温度）的多个工况，分别得到对应工况下的热输入（）及热输出（），整理和计算得到对应工况下的各个热效率。
冷凝炉热效率数据分析1、冷凝炉热效率与锅炉回水温度间的关系01 一次测定流量02 一次测变流量可以看出：▷同样负荷位下，无论一次侧是否变流量（锅炉泵是否调速），锅炉回水温度↓，锅炉热效率↑。
平均变化数据如下：一次侧定流量时，变化30℃，变化4%左右，即，每↓1℃，↑0.15%一次侧变流量时，变化30℃，变化5%左右，即，每↓1℃，↑0.2%。
▷同样回水温度条件下，无论一次是否变流量（锅炉泵是否调速），负荷位↓，锅炉热效率↑。
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由曲线可知，锅炉效率随着排烟温度的变化 分为两个比较明显的区域。在 ６０～１８０℃变化缓 慢，而在 ２０～６０℃变化较大。这主要是因为排烟 损失中水蒸气潜热损失占的比重大于烟气显热的 结果。当锅炉排烟温度降到 ２０℃时，锅炉效率理 论上可达 １０７．４％。
４ 结论 通 过 冷 凝 换 热 器 ，降 低 排 烟 温 度 ，冷 凝 锅 炉 就 可以充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜 热，所以锅炉热效率高，值得推广使用。
热，将凝结水的汽化潜热得以回收利用。利用高效
的冷凝换热器和空气预热器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，这种锅炉
就是冷凝余热回收锅炉。天然气锅炉如按低位发
热量为基准计算的锅炉热效率可能达到或超过
１００％ 。 在 一 些 能 源 利 用 率 较 高 的 欧 美 国 家 ，燃 气
冷凝式余热回收的热水锅炉其热效率高达 １０３％
３．１ 冷凝余热回收锅炉 （ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ）： 如 果 将 锅 炉 的 排 烟 降 低 到 足 够 低 的 温 度 水 平 ，烟 气中呈过热状态的水蒸气就会凝结而放出汽化潜
总回收热量 （ＫＪ／Ｎｍ３） ６１１５ ５８９５ ５６２５ ５２９１ ４８７２ ３６５５ １８０２ １２１０ ６０９ 冷凝液量 （ＫＪ／Ｎｍ３） １．５２ １．４６ １．３８ １．２７ １．１３ ０．７ ０ ０ ０
国（１５％）。
３．２ 以天然气为例冷凝余热回收锅炉热效率
分析与计算
每 １ＮＭ３ 天 然 气 燃 烧 后 可 以 产 生 １．５５ＫＧ 水
蒸汽，具有可观的汽化潜热，大约为 ３７００ＫＪ，占天
然气的低位发热量的 １０％左右。传统锅炉中，排
图 ２ 排烟温度（℃）
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行业交流
步发展为 ９０ 年代怎样有效利用和管理整体资源 统则将财务计划和价值控制功能集成到了整个供
的 管 理 思 想 ，ＥＲＰ （Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｐｌａｎｎｉｎｇ） 应链上。
— ——企 业 资 源 计 划 也 就 随 之 产 生 。 ＥＲＰ 是 在
ＥＲＰ 是一个高度集成的信息系统， 它必然体
气体燃料完全燃烧所放出的热量。虑到燃料燃烧 显热和水蒸汽的凝结潜热，按低位发热量为基准
产物中水分的状态，有高位发热量和低位发热量 计算，冷凝锅炉锅炉热效率达到和超过 １００％ 。
之 分 。 高 位 发 热 量— — — 计 入 水 蒸 气 的 汽 化 潜 热 的
余热计算结果见下表：以陕北天然气为例进
参考文献： ［１］李先瑞 刘笑《燃气供热的现状与展望》２００３－ ０７－ ０３． ［２］车 得 福．冷 凝 式 锅 炉 及 其 系 统［Ｍ］．北 京：机 械 工 业 出 版社，２００２ 年 ７ 月．
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 ４８ 页）金流动，保证生产和财务数据一
完全燃烧热损失 ｑ４。 ｑ２、ｑ４ 都在 １０％以上。化学 不完全燃烧热损失 ｑ３ 约为 ０．６％，散热损失 ｑ５ 约 为 ２％。
对 于 燃 油 、气 锅 炉 ：机 械（固 体）不 完 全 燃 烧 热
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行业交流
Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ Ｅ ＪＩＡ Ｏ ＬＩＵ
损失ｑ４ 可忽略，油、气燃料含灰量很小，灰渣物理 热损失 ｑ６ 可忽略，即 ｑ４ ＝０，ｑ６＝０。燃油、气锅炉提 高热效率的主要途径是降低排烟损失 ｑ２。
发热量；低位发热量— ——不计水蒸气的汽化潜热 行计算
的发热量。传统锅炉中燃料在锅炉燃烧后，排烟温 度有相当高的温度（２００℃左右）烟气中的 水蒸气 仍处于过热蒸汽状态，不能凝结成为汽态水而放 出汽化潜热。在传统锅炉设计中认为这部分热量 是不可利用的，因此锅炉热力计算中都采用低位
陕北天然气成分：
山
成分 ＣＨ４ Ｃ２Ｈ６ Ｃ３Ｈ８ Ｃ４Ｈ１０ ＣＯ２ Ｈ２ Ｎ２
Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ Ｅ ＪＩＡ Ｏ ＬＩＵ
从图 ２ 曲线中我们可以看到随着排烟温度的 降 低 ，潜 热 换 热 量 占 总 换 热 量 比 例 逐 渐 增 大 ，最 后 趋于稳定值。从冷凝的角度来讲，烟气冷凝的难度 随着排烟温度降低越来越大。
按公式 １－ ２ 计算锅炉热效率，结果如图 ３ 所 示：
山 东 机 械
算。 １ 提高锅炉热效率的途径 教科书给出的提高锅炉热效率的途径是降低
锅炉的各项热损失。如下： ｑ２— — — 排 烟 损 失 ｑ３— — — 化 学 不 完 全 燃 烧 热 损 失 ｑ４— — — 机 械（固 体）不 完 全 燃 烧 热 损 失 ｑ５— — — 散 热 损 失 ｑ６— — — 灰 渣 物 理 热 损 失 锅炉效率 η＝１００－（ｑ２＋ｑ３＋ｑ４＋ｑ５＋ｑ６） （公式 １－ １） 以链条锅炉为例的燃煤锅炉 最大的热损失是排烟损 失 ｑ２、机械（固体）不
产活动。
企 业 的 事 前 控 制 能 力 ，它 可 以 将 设 计 、制 造 、销 售 、
以上几个方 面的特点表 明，ＭＲＰⅡ是一个 比 运输等通过集成来并行地进行各种相关的作 业，
较完整的生产经营管理计划体系，是实现制造业 为企业提供了对质量、适应变化、客户满意、绩效
企业整体效益的有效管理模式。
前言 目前我国的锅炉仍以燃煤为主，但随着天然 气的迅速发展，燃烧清洁能源 － 天然气供热锅炉 将会增多。由于燃烧天然气基本不排放 ＳＯ２，并比 燃 煤 减 少 氮 氧 化 合 物 排 放 ４５％， 减 少 ＣＯ２ 排 放 ５２％ ； 比 燃 油 减 少 氮 氧 化 合 物 ６３％ ， 减 少 ＣＯ２２６％。 按 照 国 际 上 采 用 的 成 本 效 率 分 析 法 ，即 把大气污染浓度或总排放量降到指标水平的成本 最低分析方法，发展天然气供热是一个可选择的 最佳方案。［１］ 因此，有条件的地区应推广使用天然 气锅炉。但是，一般天然气热水锅炉排烟温度在 １８０℃以 上 ，蒸 汽 锅 炉 在 ２００℃以 上 ，有 时 甚 至 高 达 ３００℃，浪费了大量的能源。而采用冷凝余热回 收锅炉， 回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜 热锅炉热效率可达 １０３％以上，排烟温度降至 ４０～ ５５℃。因而，充分利用了能源，并降低了使用费。本 文详细对天然气冷凝锅炉热效率进行分析和计
回 收 了 烟 气 中 的 显 热 和 水 蒸 汽 的 凝 结 潜 热 ，所 以 锅 炉 热 效 率 高 ，值 得 推 广 使 用 。
关键词：热效率 冷凝锅炉
Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ Ｂｏｉｌｅｒ
ＣＨＥＮ Ｒｏｎｇ ＸＵ Ｃｈａｎｇｈｏｎｇ ＬＩ Ｊｕｎ （Ｊｉｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ， Ｊｉｎａｎ ２５００３３） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ａｕｔｈｏｒ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈａｔ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｃａｎ ｒｅｔｒｉｅｖｅ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｉｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｉｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈｅ ｅｘｉｔ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｂｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ－ｆｉｒｅｄ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｓｏ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｉｓ ｖｅｒｙ ｈｉｇｈ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｕｓｉｎｇ ｗｉｄｅｌｙ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：Ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ
２ 燃料的高位发热值和低位发热值
烟温度一般在 １６０～２５０℃，烟气中的水蒸汽仍处 于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化 潜热。因此传统的天然气锅炉热效率一般只能达 到 ８７％～９１％。而冷凝式锅炉，它把排烟温度降低
燃料的发热量— ——１ｋｇ 固（液）体燃料或 １Ｍ３ 到排烟温度降至 ４０～５５℃，充分回收了烟气中的
ＭＲＰ ＩＩ 是 通 过 计 划 的 及 时 滚 动 来 控 制 整 个
致。财务部门及时得到资金信息用于控制成本，通 生产过程，它的实时性较差，一般只能实现事中控
过资金流动状况反映物料和经营情况，随时分析 制。而 ＥＲＰ 系统支持在线分析处理 ＯＬＡＰ（Ｏｎｌｉｎｅ
企业的经济效益，参与决策，指导和控制经营和生 Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）、售后服务即质量反馈，强调
以上，此外在烟气中的 ＣＯ２ 和 ＮＯＸ 等有害 成份有 效 的 控 制 ，并 随 冷 凝 液 流 入 中 和 池 ， 这 对 环 保 来 说
图 １ 排烟温度（℃）
是非常有利的。在欧美等国，由于政府鼓励使用冷
凝 锅 炉 ，所 以 需 求 量 不 断 增 加 ，冷 凝 锅 炉 的 使 用 率
瑞士 ６０％，荷兰 ５０％，德国 ２０％，奥地利（２０％），英
DOI:10.16107/ki.mmte.2005.04.023
行业交流
Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｙ Ｅ ＪＩＡ Ｏ ＬＩＵ
冷凝锅炉热效率分析
陈蓉 徐长虹 李军
山
（济南市锅炉压力容器检验研究所 济南 ２５００３３）
东
机
械
摘 要：本文通过对燃烧天然气的冷凝式锅炉热效率的分析和计算，得出冷凝式锅炉因 为降低了排烟温度，可以充分
东
机
含量％ ９６．３２ ０．６ ０．０８ ０．０１ ２．２３ ０．０４ ０．７２
械
陕北天然气烟气露点为 ５９．３℃，排烟温度对
发热量作为计算依据。
应的显热和潜热回收分析如下表：