天然氣的主要組分是甲烷(CH4),燃燒后排出的煙氣中含有大量的水蒸氣,水蒸氣的氣化潛熱占天然氣低熱值的比例達到10%~11%,目前基本上都沒有利用而直接排放到環境。另外,天然氣煙氣中的水蒸氣排入大氣后冷凝,造成冒白煙現象,形成景觀污染,并促使PM2.5排放指數增加。因此,深度回收利用包括水蒸氣氣化潛熱在內的煙氣余熱對節省能源和減少污染物排放量都有重要意義。
為了利用燃氣鍋爐的煙氣余熱,國內外科研單位進行了研究。目前針對燃氣鍋爐煙氣余熱回收的技術,主要集中在采用加裝冷凝換熱器和空氣預熱器來降低排煙溫度。
常規燃氣鍋爐加裝冷凝式換熱器,煙氣降溫過程中存在相變過程,開始發生相變的溫度即為煙氣的露點。高于露點時,鍋爐供熱效率(鍋爐供熱量與按照燃氣低熱值計算得到的燃氣供熱量的比值)的提高是靠煙氣降溫所釋放的顯熱實現的。當煙氣溫度低于露點后,鍋爐供熱效率的提高主要靠水蒸氣冷凝釋放潛熱實現,此時煙氣溫度的降低對鍋爐供熱效率的提高,影響較為顯著。
只有當熱網回水溫度低于20~30℃時,使用冷凝式換熱器才會有好的效果。對于一般的供暖系統,尤其是區域供熱系統,其熱網回水溫度遠高于此值。因此,直接利用熱網回水降低煙氣溫度是非常受限的。這一原因也嚴重制約了冷凝式鍋爐在供熱領域的推廣使用。若采用文獻中提到的吸收式換熱技術,可以顯著降低熱網回水溫度。若熱網回水溫度為20℃,采用冷凝式換熱器即可將煙氣溫度降至較低水平,從而