以煤炭作为主要燃料的工业锅炉仍占有着主导职位。随着自然气工业的迅速生长
，以此种清洁能源为燃料的锅炉将会逐渐增多。与燃煤相比
，燃烧自然气虽然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少
，减轻了对情形的压力
，但燃烧后爆发的大宗水蒸气随高温烟气排放到情形中
，造成了能量的严重铺张。而接纳冷凝式锅炉将高温烟气中的显热和潜热予以接纳
，可以抵达充分使用能源降低运行本钱的效果。

冷凝式换热器就是增设在自然气锅炉尾部的余热接纳装置
，当烟气在通道内通过传热面
，温度降至露点温度以下
，从而使排烟中的水蒸气凝聚释放潜热转达给接纳工质
，可以将排烟中大宗的能量加以接纳使用
，从而抵达节能环保的效果。随着制造工业的一直生长
，种种新型高效的冷凝换热装置层出不穷
，岂论从结构照旧现实余热接纳效果来看都有了很是大的刷新。

烟气的特征剖析

自然气因素绝大部分为烃
，燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高
，剖析批注
，排烟中可使用的热能中
，水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大。每1m3自然气燃烧后可以爆发1. 55 kg水蒸气
，具有可观的汽化潜热
，约莫为3 700 kJ/Nm3
，占自然气的低位发热量的10%以上。古板锅炉中
，排烟温度一样平常在160～250℃
，烟气中的水蒸气仍处于过热状态
，不可能凝聚成液态的水而放出汽化潜热。因此古板的自然气锅炉理论热效率一样平常只能抵达95%左右
，使用冷凝式换热器只要把烟气温度降到烟气露点温度以下
，就可接纳烟气中的显热和水蒸气的凝聚潜热
，按低位发热量为基准盘算
，自然气锅炉热效率可抵达和凌驾110%。

1、露点盘算

在水蒸气分压力稳固的情形下
，使空气冷却至饱和湿蒸汽状态时
，将有水滴析出
，此时的温度即为露点温度。自然气燃烧特征剖析(以1 m3自然气盘算)烟气中水蒸气的体积分数达17˙4%
，若燃烧在大气压力下举行
，当空气过量系数α为1.1时(本文中的盘算均以此作为盘算依据)
，其响应的烟气露点温度是57℃。

通过视察可知
，烟气露点温度随过量空气系数的转变而转变。由于凭证道尔顿分压定律
，露点温度的崎岖与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量)成正比
，随着过量空气系数的增添
，烟道中水蒸气的相对体积减小
，水蒸气的容积份额会有所下降
，其露点温度也随之降低。现实上
，虽然各地方自然气中因素含量有所差别
，但由于其主要因素均为甲烷且占绝大部分
，其他因素影响很小
，经盘算的露点温度误差不凌驾0.3%(切合现实要求的规模)
，并且由于现实燃烧的影响因素较多
，也使得盘算不可能抵达很准确
，通常是在理论值周围的一个规模内波动
，在现实应用中还需凭证差别情形举行修正剖析。

2、热效率剖析

烟气中的热量以显热和潜热2种形式保存
，因此锅炉的热损失也由烟气的显热损失和潜热损失组成。而显热损失取决于烟气的温度和烟气组分的热容量;潜热损失则取决于烟气中以水蒸气形态保存的水量的几多。当水蒸气冷凝时
，烟气中保存重大的征象：由于水蒸气分压力较低
，并且在冷凝液膜周围主要是不凝气体
，如N2、CO2、O2等
，烟气中水蒸气需要穿过不凝气体层才华抵达液膜外貌爆发冷凝。烟气中水蒸气冷凝率即是由单位体积自然气燃烧天生烟气所爆发的凝聚水量与燃烧所生产的水蒸宇量的比值
，其中
，燃烧所爆发的水蒸气包括自然气燃烧天生的水蒸气及空气和燃气所带入的水蒸气。

仅烟气中的潜热就对锅炉的热效率影响云云重大
，倘若能将排烟温度降低到露点以下对潜热加以接纳使用
，对以低位发热量为基准举行盘算的热效率至少可提高到10%以上。并且随着排烟温度的降低
，烟气的显热损失也会相对减小
，那么热效率的提高将更为显着
，进一步证实降低排烟温度对锅炉效率提高的主要意义。

进一步盘算可以得出在差别排烟温度下锅炉现实热效率的转变趋势。锅炉效率随着排烟温度的转变分为2个较量显着的区域：在60～180℃转变缓慢
，而在20～60℃转变较大。这主要是由于排烟损失中水蒸气潜热损失占的比例大于烟气显热的效果。当锅炉排烟温度降到20℃时
，锅炉效率理论上可达107.4%。

排烟中的水蒸气潜热在57℃以下才华得以接纳
，能够接纳的热量依赖于所要求的使用温度和使用率。若是使用温度靠近排烟的露点温度
，仅能接纳较少的热量。使用温度越低
，接纳的热量越多。因此
，低温下余热冷水可获得高的接纳率
，而在较高的温度下输出热能会降至可以接纳的能量数目。

余热接纳其它影响因素

1、余热接纳器受热面的磨损问题

将余热接纳器管排设计成膜式管排(或 H 型管排)
，这种结构迫使烟气流动趋于层流
，管排间没有烟气扰动
，在同样烟速下
，与螺旋肋片式和光管式相较量是最不易磨损的受热面安排形式。并且由于每个烟道的界线管排与烟气的磨擦
，而形成中心流速高
，双方流速低的漫衍方法。因此
，管壁周围烟气流速低于平均值
，烟气扰动较量弱
，缓解了飞灰对省煤器的磨损。另外
，烟气流速对受热面的磨损影响最大
，安排受热面时烟气流速不宜过大
，设计时通过调解管排横向截距
，来改变受热面的烟速
，可有用阻止余热接纳器管排的磨损问题。

2、烟道阻力问题

锅炉整个烟道阻力主要由引风机和烟囱自拔力来战胜
，其中引风机是主要因素。装置余热接纳器后锅炉整体烟气阻力一定增添。以某电厂 3 号炉热力盘算效果为例
，烟道阻力增添约 70 Pa 左右。在加装余热接纳器的同时是否对引风机举行刷新
，进一步提高着力
，确保装置余热接纳器后锅炉本体的正常运行
，视现场情形确定。

3、余热接纳器管内壁结垢问题

受热面管内壁结垢主要爆发在蒸发段
，由于蒸汽的溶盐能力与水较量相差很大。而在余热接纳系统中最高点温度也不会凌驾 120 ℃
，整个系统仍处于液相
，管内壁结垢问题较小。