以煤炭作为主要燃料的工业锅炉仍占据着主导职位。随着天然气工业的迅速生长，以此种清洁能源为燃料的锅炉将会逐渐增多。与燃煤相比，燃烧天然气虽然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少，减轻了对情况的压力，但燃烧后爆发的大宗水蒸气随高温烟气排放到情况中，造成了能量的严重浪费。而接纳冷凝式锅炉将高温烟气中的显热和潜热予以接纳，可以抵达充分利用能源降低运行本钱的效果。

冷凝式换热器就是增设在天然气锅炉尾部的余热接纳装置，当烟气在通道内通过传热面，温度降至露点温度以下，从而使排烟中的水蒸气凝结释放潜热通报给接纳工质，可以将排烟中大宗的能量加以接纳利用，从而抵达节能环保的效果。随着制造工业的不绝生长，种种新型高效的冷凝换热装置层出不穷，岂论从结构照旧实际余热接纳效果来看都有了很是大的革新。

烟气的特性剖析

天然气身分绝大部分为烃，燃气锅炉排烟中水蒸气的含量较高，剖析标明，排烟中可利用的热能中，水蒸气的汽化潜热所占的份额相当大。每1m3天然气燃烧后可以爆发1. 55 kg水蒸气，具有可观的汽化潜热，约莫为3 700 kJ/Nm3，占天然气的低位发热量的10%以上。古板锅炉中，排烟温度一般在160～250℃，烟气中的水蒸气仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。因此古板的天然气锅炉理论热效率一般只能抵达95%左右，利用冷凝式换热器只要把烟气温度降到烟气露点温度以下，就可接纳烟气中的显热和水蒸气的凝结潜热，按低位发热量为基准盘算，天然气锅炉热效率可抵达和凌驾110%。

1、露点盘算

在水蒸气分压力稳定的情况下，使空气冷却至饱和湿蒸汽状态时，将有水滴析出，此时的温度即为露点温度。天然气燃烧特性剖析(以1 m3天然气盘算)烟气中水蒸气的体积分数达17˙4%，若燃烧在大气压力下进行，当空气过量系数α为1.1时(本文中的盘算均以此作为盘算依据)，其相应的烟气露点温度是57℃。

通过视察可知，烟气露点温度随过量空气系数的变革而变革。因为凭据道尔顿分压定律，露点温度的崎岖与烟道中水蒸气的分压量(即水蒸气的含量)成正比，随着过量空气系数的增加，烟道中水蒸气的相对体积减小，水蒸气的容积份额会有所下降，其露点温度也随之降低。实际上，虽然各地方天然气中身分含量有所差别，但由于其主要身分均为甲烷且占绝大部分，其他身分影响很小，经盘算的露点温度误差不凌驾0.3%(切合实际要求的规模)，并且由于实际燃烧的影响因素较多，也使得盘算不可能抵达很精确，通常是在理论值四周的一个规模内波动，在实际应用中还需凭据差别情况进行修正剖析。

2、热效率剖析

烟气中的热量以显热和潜热2种形式保存，因此锅炉的热损失也由烟气的显热损失和潜热损失组成。而显热损失取决于烟气的温度和烟气组分的热容量;潜热损失则取决于烟气中以水蒸气形态保存的水量的几多。当水蒸气冷凝时，烟气中保存庞大的现象：由于水蒸气分压力较低，并且在冷凝液膜四周主要是不凝气体，如N2、CO2、O2等，烟气中水蒸气需要穿过不凝气体层才华抵达液膜外貌爆发冷凝。烟气中水蒸气冷凝率即是由单位体积天然气燃烧生成烟气所爆发的凝结水量与燃烧所生产的水蒸气量的比值，其中，燃烧所爆发的水蒸气包括天然气燃烧生成的水蒸气及空气和燃气所带入的水蒸气。

仅烟气中的潜热就对锅炉的热效率影响如此巨大，倘若能将排烟温度降低到露点以下对潜热加以接纳利用，对以低位发热量为基准进行盘算的热效率至少可提高到10%以上。并且随着排烟温度的降低，烟气的显热损失也会相对减小，那么热效率的提高将更为明显，进一步证明降低排烟温度对锅炉效率提高的重要意义。

进一步盘算可以得出在差别排烟温度下锅炉实际热效率的变革趋势。锅炉效率随着排烟温度的变革分为2个比较明显的区域：在60～180℃变革缓慢，而在20～60℃变革较大。这主要是因为排烟损失中水蒸气潜热损失占的比例大于烟气显热的结果。当锅炉排烟温度降到20℃时，锅炉效率理论上可达107.4%。

排烟中的水蒸气潜热在57℃以下才华得以接纳，能够接纳的热量依赖于所要求的利用温度和利用率。如果利用温度接近排烟的露点温度，仅能接纳较少的热量。利用温度越低，接纳的热量越多。因此，低温下余热冷水可获得高的接纳率，而在较高的温度下输出热能会降至可以接纳的能量数量。

余热接纳其它影响因素

1、余热接纳器受热面的磨损问题

将余热接纳器管排设计成膜式管排(或 H 型管排)，这种结构迫使烟气流动趋于层流，管排间没有烟气扰动，在同样烟速下，与螺旋肋片式和光管式相比较是最不易磨损的受热面安排形式。并且由于每个烟道的界限管排与烟气的磨擦，而形成中间流速高，两边流速低的漫衍方法。因此，管壁四周烟气流速低于平均值，烟气扰动比较弱，缓解了飞灰对省煤器的磨损。另外，烟气流速对受热面的磨损影响最大，安排受热面时烟气流速不宜过大，设计时通过调解管排横向截距，来改变受热面的烟速，可有效制止余热接纳器管排的磨损问题。

2、烟道阻力问题

锅炉整个烟道阻力主要由引风机和烟囱自拔力来克服，其中引风机是主要因素。装置余热接纳器后锅炉整体烟气阻力一定增加。以某电厂 3 号炉热力盘算结果为例，烟道阻力增加约 70 Pa 左右。在加装余热接纳器的同时是否对引风机进行革新，进一步提高着力，确保装置余热接纳器后锅炉本体的正常运行，视现场情况确定。

3、余热接纳器管内壁结垢问题

受热面管内壁结垢主要爆发在蒸发段，因为蒸汽的溶盐能力与水比较相差很大。而在余热接纳系统中最高点温度也不会凌驾 120 ℃，整个系统仍处于液相，管内壁结垢问题较小。