一般鼓风式燃油、燃气燃烧器的助燃空气取自环境(室温)与燃料混合后燃烧的温度>1000℃,用于加热热能设备内的介质。燃烧后产生高温烟气(废气)经烟囱排放到大气,污染环境。
例如:
1.蒸汽锅炉:介质温度~160℃;烟气温度~220℃
2.导热油炉(热媒锅炉):介质温度~300℃;烟气温度~380℃
这类设备的烟气(废气)排放大量热能,有效的热能回收方案可节约能源。
在该类设备的烟气出口安装烟气/空气热交换器,一方面降低排烟温度,另一方面提升助燃空气温度。使用空气预热燃烧器可以节约燃料。
效益计算范例:
设备种类 |
蒸汽锅炉 |
导热油炉 |
|
燃料 |
天然气 |
天然气 |
|
烟气温度 |
℃ |
220 |
380 |
环境温度 |
℃ |
20 |
20 |
助燃(预热)空气温度 |
℃ |
120 |
200 |
助燃空气升温 |
℃ |
100 |
180 |
运行助燃空气计量(λ=1.15) |
(kg/hr)/kW |
1.419 |
1.419 |
空气比热(约数) |
(kJ/kg)/ ℃ |
1.005 |
1.005 |
节省燃料 |
(kJ/hr)/kW |
142.61 |
256.70 |
节省燃料 |
kW/kW |
0.0396 |
0.0713 |
节省燃料 |
% |
3.96 |
7.13 |
备注:1) 燃烧天然气所需的助燃空气=1.234(kg/hr)/kW(理论空燃比,λ=1.0);在运行时(λ=1.15) 燃烧天然气所需的助燃空气量≈1.419(kg/hr)/kW
以上只是空气预热燃烧器的典型范例,相同原理可应用在无数的热能设备。
助燃空气温度每提高100℃,可以节省燃料约3.9%,同时减小碳排放(按燃烧天然气计算)约0.05(kg/hr)/(℃-MW)。