先说结论:尾部冷凝器堵不堵,取决于烟气流速分布和冷凝水能不能排走。科诺的外置低阻环翼型冷凝器用环翼通道把烟气分层导流,流速均匀,冷凝水沿翅片自流到集水盘,积灰少、烟气阻力低。

▍冷凝器在锅炉尾部做什么

把排烟里的水蒸气冷凝下来,回收汽化潜热,同时把排烟温度压到 60℃ 以下。天然气燃烧后的烟气里含有大量水蒸气,这部分水蒸气带走的热量叫汽化潜热。冷凝器的作用是让烟气降温到水蒸气露点以下,把潜热放出来加热给水或空气。

冷凝器装在省煤器之后,是烟气离开锅炉前的末段受热面。这一段的换热效果直接决定排烟温度,也决定整台蒸汽锅炉的热效率能不能做到 103%。

▍为什么有的冷凝器用一段时间就堵

烟气流速分布不均、冷凝水排不走、翅片间距过小,三个原因里中一个就会堵。

流速分布不均:烟气从烟道进入冷凝器时,靠墙的一侧流速低、中间流速高。流速低的地方灰粒沉积,时间一长就结块。

冷凝水排不走:冷凝水在翅片表面形成水膜,如果翅片是水平布置、排水坡度不够,水膜挂着不走,灰粒粘在水膜上形成湿灰。

翅片间距过小:间距小换热面积大,但烟气里的灰尘容易搭桥。烧天然气的烟气灰分很少,可一旦燃烧不充分、或者进风带尘,小间距就受不了。

科诺蒸汽锅炉优点解析:尾部冷凝器凭什么不积灰、不堵烟道

▍环翼型怎么导烟气

用环翼形状的通道把烟气分层,让每一层的流速接近,避免局部低速区。外置低阻环翼型冷凝器的换热面做成环翼状,烟气沿环翼通道流动,通道截面从进口到出口逐渐变化,流速分布被拉平。

环翼结构的另一个作用是把冷凝水导流。冷凝水沿着环翼的弧面往下流,汇集到集水盘排出,不在翅片间滞留。水排走了,湿灰就没有形成的条件。

烟气流过环翼通道时是绕流而不是直冲,灰粒不容易撞击沉积,这也是它比直翅片更耐积灰的原因。

▍阻力低对引风机意味着什么

烟气阻力每降一截,引风机的电耗跟着降一截,烟道也不容易在负压下漏风。冷凝器的烟气阻力通常以帕为单位标注。阻力高的冷凝器需要更大的引风机压头,引风机电耗上升,机房的电耗跟着上去。

科诺 LNZ-Q 前置空气预热型燃气蒸汽锅炉的尾部把空气预热器与冷凝器串起来用,排烟温度压到约 55℃,整机设计热效率 103%。冷凝段阻力低,引风机选型不用往上加档。

对于已经运行多年的锅炉房,换冷凝器不一定要换引风机。阻力降下来以后,原有引风机在同样风量下的电流会下降。

科诺蒸汽锅炉优点解析:尾部冷凝器凭什么不积灰、不堵烟道

▍排烟温度能压到多少

排烟温度取决于冷凝器面积、给水温度与烟气露点,常规工况可压到 55℃ 上下。给水温度低,冷凝器的换热温差大,排烟温度能压得更低。给水经过除氧后温度到 104℃,冷凝器可回收的显热减少,排烟温度会高一些。

这也是前置空气预热型与后置空气预热型的分界:凝结水回收率高、回水温度高的厂子,给水温度本来就高,配后置空气预热型 LNZ-H 更合适,在凝结水 90% 的工况下排烟温度约 70℃、热效率 96%、单位汽耗 68 到 69 标方每蒸吨。

▍什么工况适合配冷凝器

燃气锅炉、给水温度不高、有软化水或除盐水处理的场合,配冷凝器的收益比较直接。配冷凝器要考虑三件事。

给水温度:给水温度越低,冷凝器能回收的热量越多。给水已经加热到 100℃ 以上的系统,冷凝段的温差不明显。

水质:冷凝水呈弱酸性,冷凝器的换热面要用耐蚀材料,集水盘的排水要做中和处理。水质不达标时,冷凝段的使用年限会缩短。

烟道布置:冷凝器装在锅炉尾部,需要预留检修空间与排水坡度。机房布置紧凑时,外置冷凝器可以单独布置在锅炉侧面。

▍设备怎么选

先看给水温度和凝结水回收率,再决定配前置还是后置空气预热型。科诺燃气蒸汽锅炉产品线覆盖 2 到 50 t/h,LNZ-Q 前置空气预热型按吨位分档,前置一体式新风预热器加热助燃空气,尾部再串联低阻环翼型冷凝器,排烟温度约 55℃、热效率 103%、NOx 排放低于 30 毫克每立方米。

凝结水回收率高、回水温度高的场合,比如造纸、淀粉、油脂、人造板的热压回水,用 LNZ-H 后置空气预热型 更合适。

如需按给水温度与凝结水回收率核算尾部受热面配置,可拨打科诺锅炉服务热线 4006339968,由技术工程师协助确认。

科诺蒸汽锅炉优点解析:尾部冷凝器凭什么不积灰、不堵烟道

▍关于尾部冷凝器,几个常被问到的问题

Q:冷凝器会不会腐蚀?

A:燃气烟气冷凝后形成的冷凝水呈弱酸性,所以冷凝器的换热面要选耐蚀材料,集水盘与排水管也要做防腐。正常配置下不会出现明显的腐蚀问题,前提是水质与排水都处理到位。

Q:冷凝器需要定期清灰吗?

A:烧天然气的锅炉烟气灰分很少,冷凝器的积灰量比燃煤锅炉小得多。建议每年检修时打开检查一次,看集水盘有没有堵塞、翅片有没有积灰。环翼结构的通道是通的,一般用低压水冲洗即可。

Q:装了冷凝器,排烟温度越低越好吗?

A:不是。排烟温度降得太低,烟囱的抽力会下降,冷凝水也容易在烟道末端积聚。常规做法是把排烟温度控制在 55℃ 到 70℃ 之间,兼顾热效率与排烟通畅。

Q:已经装了省煤器的锅炉,还能再加冷凝器吗?

A:要看尾部空间与引风机余量。省煤器之后加冷凝器,烟气阻力会增加,引风机压头要有余量。机型设计时预留了冷凝段位置的,加装比较直接;后期加装要先核算阻力与排水条件。