[实用新型]一种高效率的卧式冷凝燃气工业锅炉

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种卧式冷凝燃气工业锅炉，属于燃气锅炉技术领域。

背景技术

 燃气锅炉按照燃料可以分为天然气锅炉、城市煤气锅炉、焦炉煤气锅炉、液化石油气锅炉和沼气锅炉等；按照功能可以分为燃气开水锅炉、燃气热水锅炉、燃气采暖锅炉、燃气洗浴锅炉、燃气蒸汽锅炉等；按照构造可以分为立式燃气锅炉、卧式燃气锅炉；立式燃气锅炉炉体为圆柱形结构；卧式燃气锅炉炉体有长方形、圆筒形两种结构；按照烟气流程可以分为单回程燃气锅炉和三回程燃气锅炉。

燃气热水锅炉以各种气源为燃料，以天然气为燃料使用者较多。燃气锅炉通过燃烧器对水加热，实现区域供暖和提供企业生产用热水、居民生活、洗浴用热水。燃气锅炉自动化程度高、以天然气为气源的锅炉，烟气排放比燃煤更清洁、环保，尤其是二氧化硫排放大大低于燃煤，具有环保、节能、全自动运行的显著特点，使用起来非常方便。冷凝式锅炉发轫于欧洲各国上世纪70年代，德国、荷兰、等国家开发了家用冷凝式微型锅炉，用于家庭有独立房屋的冬季供暖、洗浴及生活用水。由于冷凝式锅炉具有明显的节能效果，欧洲各国加大了此项产品的推广。近几年欧洲各国已经禁止生产、销售普通燃气锅炉，荷兰50%的家庭使用冷凝式壁挂炉，日本开始普及冷凝式锅炉、计划三年内全国更换完毕普通燃气壁挂炉，所有家庭一律使用冷凝式壁挂炉具。

冷凝式燃气锅炉属于热水、洗浴、供暖锅炉。设计原理是利用锅炉高温烟气和低于50°的暖气循环回水，进行冷凝换热，形成露点温度，将烟气降低到50-70°以下，将烟气中的低位显热能和高位潜热能热量传送到管侧、板侧的水中，以此提高热效率。

目前在中国燃煤工业锅炉污染大气，形成雾霾天气的环境压力下，各大城市纷纷出台政策，拆除燃煤工业锅炉，无论单位、工厂、企业、供暖小区均于燃气工业锅炉代替传统燃煤工业锅炉用于生产、生活用水或供暖。然而，以天然气为燃料的燃气工业热水锅炉烟气中水蒸汽容积成分一般为19%，烟气中19%的水蒸气属于高位潜热能，目前各大城市使用中的传统锅炉无法将此潜热能回收，全部浪费掉被白白排放到天空，凡是安装普通燃气锅炉的锅炉房烟囱都可以看到冒着白气，热气腾腾现象。这种烟囱冒出的白热气体，就是烟气中的高位潜热能，被普通锅炉白白浪费，排放到天空，不但浪费了能源，而且增加了温室效应。

传统燃气锅炉中，排烟温度一般在150～ 250℃之间，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释放出汽化潜热。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。普通燃气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。普通燃气锅炉只能吸收烟气中的低位显热能，不能吸收烟气中的高位潜热能，大部分普通燃气锅炉排烟温度在150度-250度之间，浪费了大量宝贵天然气资源。

目前，普通卧式燃气工业锅炉无论是长方形炉体或圆筒形炉体的结构是炉胆全部设计在炉体的下方，属于偏心设计，设计在炉体下方的炉胆，利用炉体水温最低处，强化了辐射水冷壁面的传热效果，降低了炉胆温度。这种结构的缺点是；温度较低的水冷壁面，增加了燃气不能完全燃烧的不确定性；同时，位于炉胆上方的烟火管由于水温高，排烟温度更高，烟气排放口和热水出水口属于同方向设计，烟气排放口和热水出水口统一设计在锅炉炉体顶部的水温最高处，由于排烟口是在锅炉水温最高处排出，较高的水温不能非常有效地降低排烟温度，排烟温度高达150°-250°，浪费了大量宝贵的热资源。

本项目的另一个技术背景是，实用新型人在长期的锅炉生产实践和研究中发现，锅炉排烟温度的高低直接影响到锅炉的热效率，选择较低的排烟温度使烟气降低到露点温度以下，可以吸收烟气中的水蒸气，水蒸气属于高位潜热能，吸收了烟气中的高位潜热能，降低了锅炉的排烟热损失，提高了锅炉的热效率，节约了宝贵的天然气能源，降低了锅炉的使用费用。因此，非常有效地降低锅炉的排烟温度，使排烟温度降低到露点温度以下，是提高锅炉热效率的一个非常重大的实用新型技术课题，本项目实用新型人利用15年的时间实用新型了以煤为燃料的冷凝式采暖系列炉具和冷凝式工业热水锅炉，这些冷凝式燃煤系列锅炉已经获得了实用新型专利，并在实际生活、生产中给用户带来了明显的节能经济实惠，给社会带来了明显社会效益。

鉴于目前的普通燃气工业锅炉只能吸收烟气中的低位显热能，不能吸收烟气中的高位潜热能的缺点，可以借鉴冷凝式燃煤工业锅炉的原理和技术基础，对现有的普通燃气工业锅炉进行改进，以降低普通燃气工业锅炉的排烟温度，提高热效率。

实用新型内容