浙江技术人员分析锅炉热效率的影响因素讨论了实现烟气冷凝热回收的理论要求是将烟气温度降低至露点以下并尽可能控制过量空气系数。通过回顾烟气热回收技术的发展过程，指出在北京市高回水温度的集中采暖系统下，余热回收技术必须解决低温冷源和强化换热两个难点。浙江锅炉提出一种结合吸收式热泵和直接接触式换热器的新型余热回收系统，并将其应用在北京市某小区锅炉房之中。通过实际的运行测试，论证了该系统的实际节能效果和经济性。
北方城镇集中采暖能耗是建筑能耗的重要组成部分，并且随着城市化的进一步推进，集中供热能源的缺口也越来越大。因此，提高供热系统能源利用效率成为迫切的需求。提高供热系统能源利用效率的方式是“开源"和 “节流"。“开源"的一种有效方式，就是充分挖掘现有热源的余热，将原先废弃不用的低品位热量利用起来。目前，燃气锅炉已经逐渐成为了主要的集中供热方式。一般来讲，燃气锅炉的排烟温度高于巧0℃，不仅有一部分显热被浪费，更有大量的水蒸气潜热被浪费。如果能将这部分热量利用起来，降低排烟温度，将大大提高锅炉效率。国内外已经有很多针对燃气锅炉的烟气余热回收的研究，但是对于回收烟气冷凝执实现烟气的全热回收，目前还没有适用性较强的回收技术。浙江锅炉技术提出一种结合吸收式热泵以及直接接触式换热器的全热回收系统，并结合实际的工程案例，论证其全热回收的有效性。
2冷凝热回收技术的理论分析和发展情况
天然气的主要成分是甲烷，而甲烷是含氢量最高的烷烃。因此，天然气锅炉燃烧后的烟气中含有大量的水分，并以水蒸气的形式存在。以北京市的天然气为例，如果燃烧空气过量系数是凵，那么烟气中水蒸汽的质量分数可以达到接近1 1％。
由于天然气在锅炉中的燃烧效率很高，因此影响燃气锅炉热效率的主要因素是排烟损失。在此基础上，天然气热效率的简化计算公式可如式2．1所示山一Qd叶 g+a 厂H疒
其中：指的是燃气的低位发热量， kJ/INm3指的是单位体积燃气进人锅炉的焓值kJ/Nm3值得是过量空气系数；指的是单位体积燃气刚好完全燃烧时由空气带人锅炉的焓值，kJ/Nm3m3；指的是单位体积燃气产生的所有排烟焓值（包含水蒸气的潜热），kJ/Nm3燃气锅炉热效率主要由过量空气系数以及排烟的温度决定。图2· 1 表示出了不同过量空气系数以及不同排烟温度对锅炉热效率的影响。
从图2· 1中可以看出，排烟温度越高，锅炉热效率越低。从排烟温度从2開℃降低到 60℃时，烟气中的显热损失逐渐降低，因此锅炉热效应有缓慢的上升。但是当烟气温度低于烟气露点，也即是烟气中水蒸气达到饱和开始析出液态水的温度点，大约在55 ℃左右，由于冷凝热的释放，锅炉的热效率有较大幅度的提升。此外，过量空气系数对锅炉效率也有较大的影响。采用一定的过量空气系数是为了保证燃气的充分燃烧，但是过量空气系数的增大会导致烟气量的增大，进而使得烟气露点温度的降低以及同样温度下排烟显热损失的加大，这对于锅炉热效率都是有负面的作用。
总而言之，提高锅炉热效率的关键是降低排烟温度并使之低于烟气露点，同时，在保证锅炉充分燃烧的前提下尽可能控制过量空气系数也非常重要。
燃气锅炉烟气回收技术已经有很长的历史，而在此基础上，国内外对于锅炉冷凝热回收的研究也已经有了很多的成果[2一7]。
传统意义上的热回收是依靠烟气和空气或者水的换热来实现的。空气的比热容很小，用烟气来预热进人锅炉燃烧的空气只能回收烟气的显热[8 ]；而如果进人锅炉的回水温度较低，低于烟气露点就能够通过烟气与水的换热实现冷凝热的回收。基于这样的原理，传统的冷凝式锅炉得以诞生。冷凝式锅炉根据换热的形式，可以分为间接式和直接接触式。间接式换热系统简单，但是传热系数有限，换热温差大，浪费了宝贵的回水低温。直接接触式换热有着很高的传热系数，但是系统相对较复杂。从国内外的应用情况来看，冷凝式锅炉的实现基本受制于回水温度，因此冷凝式锅炉往往应用于家庭的低温地板采暖系统或者生活热水系统。北京市的集中供热管网，回水温度可达55 ℃，这么高的回水温度根本无法将烟气冷凝到露点。可见，传统意义上的冷凝式锅炉存在较大的局限性。
有学者考虑到溴化锂溶液吸湿的性能，采用吸收式循环对烟气进行除湿：将烟气通人吸收器，通过溴化锂浓溶液吸收烟气中的水蒸气，然后变稀的溴化锂溶液进人再生器，通过额外热源加热再生。高温的浓溶液以及析出的水蒸气通过换热器和热网回水换热被冷却后回到吸收器，完成一个循环。该方案巧妙地应用了溴化锂溶液吸收循环，但由于烟气和溴化锂溶液在吸收器中直接接触，会导致溶液污染，影响系统运行，并且整个系统的表现仍然与热网回水温度相关，所以该技术未得到很好的推广。
从燃气锅炉热回收的发展情况可以看出，对于北京市这样的采暖回水温度较高的集中供热系统，要想达到烟气全热回收的目的，面临以下两个难点：
1）提供温度足够低的冷源和烟气换·
2）保证冷源和烟气有足够高的换热系数
3新型烟气余热回收技术浙江锅炉提出一种新型燃气锅炉余热回收系统。该系统结合了吸收式热泵和直接接触式换热器，通过燃气驱动的吸收式热泵制取低温的冷却水；该冷却水在直接接触式换热器中通过喷淋的方式将烟气冷却，回收余热后回到吸收式热泵，作为蒸发器的热源。分析烟气凝水的数据可以发现，锅炉低负荷时烟气露点也较低，因而凝水率也比较低。通过测试烟气的成分，得出在锅炉低负荷率下过量空气系数较大的结果。这是因为锅炉燃烧器鼓风机不能随负荷率调节，其风量按照锅炉满负荷设定。因而，当锅炉处于低负荷时，空气量过大，导致了过量空气系数的偏高，进一步导致了烟气露点的下降。而当测试中锅炉负荷率上升时，锅炉燃烧所需空气逐渐接近满负荷所以过量空气系数逐步减小，其烟气露点也逐渐恢复正常。
总而言之，该系统通过实际的测试证明了其在余热回收上的有效性。如果在后期的运行中能够实现锅炉鼓风机的调节，减小低负荷率下的过量空气系数，系统会有更好的表现
5 ·5经济性分析
如上文所述，该锅炉房共有一台20吨锅炉和两台30吨锅炉。调整锅炉房的运行策略，可以使得整个采暖季中20吨锅炉和所带的余热回收系统高负荷运行。
项目收益：全热回收系统可以从烟气中回收1.8MW的热量，可以计算出全采暖季回收的总热量为L47万GJ的热量。按照之前给出的北京燃气34705u m3的热值，假设普通锅炉效率为90％，因此相当于节省了47 · 1万提出一种新型的燃气锅炉余热回收系统。该系统结合了吸收式热泵和直接接触式换热器，通过吸收式热泵制取低温冷水来冷却烟气，并通过直接接触式换热器强化换热，来获取烟气中较难提取的冷凝热资源，实现烟气的全热回收。
通过北京市某小区锅炉房的实际改造案例，测试了该系统的运行效果。测试数据表明，该系统可以回收大部分烟气冷凝热并提升总供热量约12％，同时通过直接接触式换热器将烟气冷却至30℃以下排出室外。该技术具有较好的节能效果和经济效益。基于实际数据，该项目的静态回收期为1.7年。
