浅谈集中供热热水锅炉节能器的优化设计

2018-05-29刘宁

城市建设理论研究（电子版） 2018年32期

关键词：肋片热水锅炉冷凝水

刘宁

天科泰瑞检测（天津）有限公司

正文：

一、集中供热热水锅炉所用节能器普遍存在的问题

结合各方面的技术资料，就供热锅炉运行中的实际运行情况，发现大部分在用的燃气锅炉所用节能器运行中普遍存在的以下几个方面的问题，直接影响着锅炉的安全运行和运行成本。

本文以14MW燃气热水锅炉为例，对节能器的优化设计的必要性予以论述。

1、锅炉原有的节能器布置不合理，大部分锅炉经过1～2个供暖期的运行，节能器所用肋片管出现腐蚀严重，肋片几乎腐蚀烂掉难以清除，铁锈将烟气通道堵塞，使得节能器的受热面积大量减少，实际上又恢复到无节能器的状态在运行，导致锅炉的排烟温度偏高，锅炉效率较低，燃料消耗量增加，运行成本大幅度地提高。

2、节能器受热面未采取防腐处理措施。

3、由于节能器一体式，不能在停炉后拆分，无法对受热面进行清理和保养。

4、烟气阻力增加，耗电量增加。

5、天然气燃烧所产生的热量大部分有热水锅炉吸收，进入节能器前的烟气为高温烟气（无节能器时的烟气温度通常＞150℃），不会产生冷凝水，不会对锅炉产生危害。但是烟气进入节能器后，经过换热使得烟气温度进一步降低，就会产生冷凝水，冷凝潜热就会释放出来，这部分热量被节能器吸收，就会提高锅炉热效率；同时低温冷凝水又会对节能器产生腐蚀作用，而且空气中含有一定的灰尘，运行中它可以吸附在肋片之间，经过时间的聚集，使得肋片管严重堵塞，若不能在每个采暖周期后进行及时的保养维护，就会出现肋片腐蚀脱落，堵塞烟气流通通道影响烟气的排放。

①造成烟气阻力增加，锅炉的鼓风机的耗电量增加；

②受热面堵塞使得换热面积减少，起不到肋片管的换热效果，此时锅炉的排烟温度又会大幅度的提高，从而使得锅炉热效率降低，使得锅炉失去了节能器换热能力，在此工况下运行，排烟温度可高达150℃，锅炉热效率仅为92.6%，燃料消耗量约为1490NM3/h。

二、节能器的优化设计

1、节能器是一种烟气冷凝回收装置。烟气在节能器内横向冲刷肋片管，通过受热面吸热，使得烟气温度降低。

2、模块式节能器就是将传统的节能器设计成若干个单元进行组装，使其外形美观，结构紧凑，体积小，降低设备投资，安装、便于停炉检修。

3、模块式节能器采用螺旋翅片管为换热元件，其热效率高，节能效果显著。

4、节能器由4组对流管束组成，每组对流管束由2根立式φ108×4.5的集箱与60根φ42×3的翅片管组成，翅片管错列放置，便于冷凝水及时向下流动，大大地降低了冷凝水存留在翅片上的停留时间，能够降低对翅片的腐蚀速度。

5、本节能器结构布置4组对流管束，在锅炉运行中由于会产生大量的冷凝水，对节能器的对流管束造成低温腐蚀，必须采用不锈钢或者ND钢材质。

6、设计成模块式便于在非供热季节对每组对流管束进行彻底的维护和保养，重新对节能器的翅片管进行防腐处理，使之恢复到全新状态，保证锅炉高效节能。

7、模块式节能器因为经过了特殊的防腐处理（肋片管经过严格的防腐处理，耐低温腐蚀），具有耐低温腐蚀能力，而且在每个采暖结束后可以对其进行保养维护、清理肋片间的灰尘，并对其作防腐处理，使得节能器的受热面永远处于洁净的状态，不会对节能器造成损坏，大大地延长了节能器的使用寿命。节能器完好会集中供热行业带来的好处有：

①能够发挥高效换热能力，降低锅炉排烟温度。有关资料显示：当排烟温度84℃，进水温度50℃时，冷凝率只有0.08；当排烟温度74～83℃，进水温度40～45℃时，冷凝率0.3～0.17；当排烟温度60℃，进水温度30℃时，冷凝率0.46。使用模块式节能器，锅炉每年都能保持节能器处于完好状态运行，若回水温度为45℃，烟气温度一般均能降低到70℃，锅炉烟气中有20%水蒸气冷凝，每立方米天然气还可多回收潜热761 KJ/NM3。每立方米天然气可多回收烟气显热1700KJ/NM3，在不考虑冷凝潜热的回收的情况下，锅炉热效率可提高3.7%；达到96.3%，燃料消耗量约为1433NM3/h。由此可见，能够始终保持节能器的完好，可保证锅炉能够达到高效节能运行，不考虑冷凝潜热回收仅显热回收就可节约燃料57NM3/h，节能器改造后，仅因节约燃料费一项就可在1年内即可收回投资成本。若考虑回收的潜热，锅炉热效率可达到98%以上，节约的燃料更多。

②烟气阻力减小，节约风机的耗电量；

③水阻力较小，大大地减小了循环水泵所需要克服的系统阻力，从而降低循环水泵的耗电量；

8、节能器安装时设置了冷凝水收集器，这样可以保证产生的冷凝水不会回灌到燃气锅炉。节能器经过换热后烟气产生的冷凝水由底部流到集水管中，然后排放到安全地点，如锅炉房内的排水沟，避免造成二次污染。