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冷凝式燃气锅炉供暖的经济性分析

文章来源:未知人气:发表时间:2018-01-01

  1.引言
  传统锅炉为了避免尾部受热面低温酸腐蚀,排烟温度要求不能太低,一般都在150℃以上,甚至高达200℃[1,2,3]。如此高的排烟温度导致烟气中的水蒸气处于过热状态而无法冷凝,水蒸气的气化潜热得不到回收,造成了很大的热损失。排烟温度高是制约常规锅炉效率提高的主要因素[4]。相关研究表明,燃烧1m3天然气产生的水蒸气要带走的热量约占天然气高位发热量Qgrvar的10%以上,一般Qgrvar约为36000~40000kJ/m3,燃烧1m3产生的水蒸气要带走的热量约4000kJ。如果使用冷凝式锅炉进行采暖,就可以冷凝烟气中水蒸气,利用其气化潜热,从而提高锅炉效率。本文阐述的一体化冷凝式锅炉就是运用了冷凝技术的采暖、热水两用炉。
  2.系统概况
  一体化冷凝式锅炉(也可称之为联合供热冷凝式锅炉)是由单个锅炉完成供暖和供应热水功能,它是区别于单独供热或单一供应热水的锅炉而言的。国外使用冷凝式锅炉进行家庭中央采暖比较普遍。考虑到家庭对生活热水和供暖的双重需要以及经济性的要求,家用锅炉一般使用结构紧凑、体积较小、容量不大的暖浴两用冷凝式锅炉。在英国,联合供热冷凝锅炉(Condensing Combination Boiler)1999年占整个家用锅炉市场的50%,2001年底为60%,预计2005年这一数字会突破70%。联合供热冷凝型锅炉在欧洲发达国家已有几十年历史,除公共建筑和大型公寓外,居民用建筑采用高品位、环保节能的家庭中央采暖高达60%~80%[6]。
  联合供热冷凝型锅炉的最大特点就是一家一户自成系统,同时解决供热水、供暖需求,做到一机两用。根据房间的布置需要,多功能冷凝式燃气锅炉可以选用壁挂式或落地式,可以安放在室内或者室外,其供暖系统可以是低温散热片采暖,也可以是低温地板辐射采暖。图1为多功能冷凝式锅炉中央供暖系统。联合供热冷凝式锅炉集冷凝式供热锅炉和冷凝式热水器的功能于一身,它有两套独立的环路:供热环路、热水环路。两个环路各自独立,可以单独运行,也可以同时运行并且不会因为一个系统发生故障而影响另一个系统的使用。冬季双系统运行,春、夏、秋采暖系统关闭,热水系统独立运行。联合供热是该系统的突出优点,按照我国城市供暖规范规定,采暖期一般为三个半月左右,如果采用单一供热锅炉供暖意味着一年大部分时间锅炉处于闲置状态,而且还要添置家用热水器提供生活热水,增加了投资成本。
  3.经济性分析
  衡量一个采暖系统的经济性,一要看它的热效率,热效率的高低反映了系统的节能效果,也影响着系统的运行成本;二要看系统的投资回收期,如果投资回收期太长,再高的热效率也没有实际意义。另外,还要考虑采暖系统污染物的排放问题。家用采暖炉作为分户采暖的主要设备,其节能与否,投资运行经济性是很重要的指标。本文从理论计算和实测数据分析两方面评估联合供热冷凝式锅炉中央供暖系统的经济性。