烟气离开炉膛的时候温度很高,这部分热量不收回来,就跟着烟气从烟囱走了。科诺后置空气预热型把尾部拆成四段,让烟气每过一段就交出一部分热量,再排出去。
▍烟气出膛之后,前两段做什么
炉膛里燃料燃烧放出的热量,一部分传给水变成蒸汽,剩下的随烟气带走。一级节能器和二级节能器接在烟气通道的前端,任务是把中高温段的热量交给给水。
这两段换热的是显热,也就是烟气的温度本身。 给水从常温升到接近饱和温度,热量就来自这两段。经过两级节能器之后,烟气温度已经降了一大截,但还没有降到能发生冷凝的程度。
到这一步为止,普通冷凝式蒸汽锅炉的做法是一样的。差别出现在后面两段。

▍第三段把进风加热,热量回到炉膛
三级后置空气预热器是后置型的特征段。它换热的对象不是水,而是送进炉膛的空气。
冷空气经过空气预热器升温后再进炉膛,燃烧速度更快,炉膛内的温度更均匀。 这部分热量没有浪费,它随着热空气回到炉膛,减少了燃料把空气从常温加热到炉膛温度所需的热量。
这一段采用双向逆流换热,低温状态下启动快,空气温度能在短时间内提上来。换热管用考登钢管,抗腐蚀性强、耐高温,管壁在含酸冷凝水环境下不容易减薄。
同一套结构里还有风冷夹套式前烟箱。 混合新风通过烟箱风冷夹套风道,把烟箱处的热量重新带回炉膛,炉体前烟箱的表面温度随之降低,散到锅炉房里的热损失减少。

▍第四段收的是水蒸气凝结潜热
烟气里含有大量水蒸气,来自天然气燃烧生成的水。这部分水蒸气如果随烟气排掉,带走的是潜热,量比显热还大。
四级冷凝器做的就是让水蒸气在换热面上凝结,把潜热放出来。冷凝器用 ND 钢加硅镁铝合金缠绕复合翅片管,传热性能好,耐酸性腐蚀强。
冷凝水是酸性的,材质选不对,冷凝器的管壁很快就会被腐蚀减薄。 翅片管的复合结构就是为这个工况准备的。烟气温度降到露点以下,潜热收回来,锅炉热效率随之提高。

▍四段串起来,排烟落在什么温度
科诺四段串联的效果,直接看排烟温度与单位汽耗。
凝结水 90 ℃、90% 补水工况下,排烟温度约 70 ℃,热效率 96%,单位汽耗 68 到 69 标方每蒸吨。 这几个数值都是实测实标。额定工况下的设计热效率为 103%,高回水工况按 96% 计,两个数对应两种工况。
需要说明的是,后置型与前置型的排烟温度、热效率不能直接放在一起比大小。前置型对应的是 20 ℃ 软化水直连的工况,进水温度低,排烟能压到约 55 ℃;后置型对应的是 90 ℃ 高回水的工况,进水温度高,排烟落在约 70 ℃。
两种数值的基准不同,采购时能直接比较的是单位汽耗,也就是每蒸吨蒸汽烧多少标方天然气。 后置型在 68 到 69 标方,原因是凝结水的热量已经被回收,进锅炉的水本身带着热量。
▍这套排布适合什么样的现场
科诺在方案阶段的判断依据是凝结水怎么处理,不是锅炉房面积。
凝结水回收率高、回水温度高的系统,配后置型。 印染、造纸、制糖、罐头这类工艺,凝结水温度高、水量稳定,回收做起来价值大。回水温度常在 80 到 90 ℃ 之间,前置型的尾部受热面在这种进水温度下换不出多少热量。
凝结水直排、补水用常温软化水的系统,配前置型。 进水温度低,前置型的尾部受热面能把排烟压到约 55 ℃,热效率 103%,单位汽耗 76 标方每蒸吨。
两套配置对应两种系统,选错的一端,尾部受热面要么面积不够,要么面积多余。
如需按现场工况核算尾部受热面的排布与面积,可拨打科诺锅炉服务热线 4006339968,由技术工程师协助确认机型与配置。
▍关于四重节能,几个常被问到的问题
Q:四段受热面会不会增加烟气阻力,影响出力?
会增加阻力,风机选型时按四段串联的总阻力核算。烟气侧阻力上升,引风机功率相应增加,这部分电耗要算进运行成本。后置型的风机与风道出厂集成,风压按整机匹配,不需要现场另配。
Q:后置空气预热器和普通省煤器有什么不一样?
省煤器换热对象是给水,只能收显热;后置空气预热器换热对象是进风,热量随热空气回到炉膛,参与燃烧。两者在系统里的位置不同,作用也不同,四段排布里前面两段是节能器,第三段才是空气预热器,第四段是冷凝器。
Q:排烟温度 70 ℃,烟道会不会积液腐蚀?
70 ℃ 已经低于水蒸气的露点,冷凝水会析出。烟道按 1% 坡度敷设,坡向锅炉或烟道排水点,冷凝水排走不积在管段里。烟囱采用承插式三通接入,接口处做密封。材质上,冷凝段用耐酸材料,常规段按烟温选材。
Q:前置型热效率 103%、后置型 96%,是不是后置型效率更低?
不是同一个基准,不能这样比。前置型的 103% 对应 20 ℃ 软化水直连工况,后置型的 96% 对应 90 ℃ 凝结水回水工况。进水温度不同,尾部受热面的换热条件也不同。能直接比的是单位汽耗:后置型 68 到 69 标方每蒸吨,前置型 76 标方每蒸吨。


