Конденсационные теплообменники-утилизаторы (КТУ)
Коэффициент полезного действия (КПД) котлов, работающих на природном газе, составляет 88÷93 % при расчете по низшей теплоте сгорания топлива. Основной причиной этого являются значительные потери теплоты с уходящими газами. При температурах уходящих газов 110÷160°С эти потери составляют 6÷12 %. Фактический тепловой баланс, на примере водогрейного котла КВГМ-100 показан на рисунке 1.1. Одним из перспективных и эффективных способов снижения потерь теплоты с уходящими газами является охлаждение их до температур, лежащих ниже точки росы. При этом выделяется большое количество теплоты, как за счет охлаждения продуктов сгорания топлива (явная или физическая теплота), так и за счет конденсации из них водяных паров (скрытая или теплота конденсации). Такая технология обеспечивает существенную экономию топлива. КПД котлов в конденсационном режиме составляет примерно 102..107% при расчете по низшей теплоте сгорания топлива. Тепловой баланс котла с конденсационным теплоутилизатором (КТУ) показан на рисунке 1.2.
На рисунке 1.2: КПД котла составляет более 100%, так как в КТУ происходит конденсация водяных паров, и при этом выделяется скрытая теплота конденсации в количестве 5,0 Гкал/ч, которая утилизируется в КТУ и прибавляется к статье баланса «Полезное тепло».
На рисунке в статьях баланса «Потери с уходящими газами» содержится только явная теплота, а в статье баланса «Утилизируемое тепло» содержится явная теплота 3,5 Гкал/ч и скрытая теплота конденсации 5,0 Гкал/ч.
Для природного газа точка росы составляет 50…55°С и зависит от коэффициента расхода воздуха ɑ (снижается с его ростом) и влажности наружного воздуха. Надежная конденсация водяных паров продуктов сгорания требует охлаждения дымовых газов до температуры 35…45°С, при этом конденсируются пары, содержащиеся в дутьевом воздухе и образующиеся при сжигании углеводородов топлива (метан, бутан и др.).
Преимущества применения конденсационных теплоутилизаторов (КТУ)
1. КТУ позволяют экономить значительное количество топлива за счет утилизации скрытой теплоты уходящих газов. Расчеты показывают, что количество теплоты, выделяющееся при полной конденсации водяных паров из продуктов сгорания топлива, составляет 9…14% от теплопроизводительности котла.
2. При внедрении технологий глубокой утилизации теплоты уходящих газов появляется реальная возможность улучшения экологических показателей котельных за счет снижения выбросов СО, СО2 и оксидов азота (NOх) в окружающую среду.
3. Конденсационный режим утилизации наиболее эффективен для котлов на природном газе. Продукты сгорания природного газа характеризуются наибольшим содержанием влаги и высокой температурой точки росы. Образующийся конденсат (рН=2,8-4,5) лишен взвешенных веществ карбонатной жесткости и имеет сухой остаток менее 5 мг/л. После обработки (дегазации, декарбонизации) его можно использовать в водном балансе котельной в качестве подпиточной воды для котлов и систем теплоснабжения.
Скачать опросный лист на КТУ…
Установка системы утилизации теплоты уходящих газов с применением конденсационных теплообменников-утилизаторов
