排烟温度的选取

8.3.1　排烟温度的选取

排烟温度的选择是锅炉设计中值得仔细分析的一个问题，它的选取应从技术经济性和安全性两个方面考虑。显然，排烟温度低，排烟热损失少，锅炉效率高，节约燃料，但会使尾部受热面的传热温差大幅降低，增加了受热面积。可见这是一个技术经济问题，应兼顾受热面用钢（钢材价格）、燃料量（燃料价格）和投资回收期，以及相应的各种辅机（磨煤机、送风机、引风机）的电耗，得出综合经济效益最好的方案，这样选定的排烟温度称为最经济排烟温度。

在锅炉的最后一个受热面空气预热器中，忽略散热，烟气侧放热等于工质侧吸热，因此有

令m＝，并注意到θ′_ky＝t_gs＋Δt_sm＝t_rk＋Δt_ky，则

式中：t_rk，t_lk为热空气温度，冷空气温度；β，α_py为空气预热器中空气量与理论空气量之比，排烟处的过量空气系数；V⁰，为理论空气量、理论烟气量；C_k，C_y为空气比热容、烟气比热容；θ_py为排烟温度；θ′_ky为空气预热器进口烟温；t_gs为给水温度；Δt_sm为省煤器出口烟温与给水温度之差；Δt_ky为空气预热器进口烟温与热空气温度之差。

一般情况下，为了使传热效果较好，须保证Δt_sm和Δt_ky足够大，不妨设为一定值，因此当t_gs和t_lk较高时，θ_py应选高些。一般选用Δt_sm＝30～50℃，Δt_ky＝30～50℃，以不使受热面过于庞大。

m值表示空预器中空气的热容量与烟气的热容量之比。它与燃料性质尤其是燃料的水分有关，还与排烟中的过量空气系数有关。当燃料中水分增加时，由于烟气容积及比热都增加，而使m值下降，一般m＝0.7～0.9。当m值较小时，θ_py应选取较高一些，这是因为烟气水当量较大，不易被冷却，如要冷却到较低的θ_py值，必须布置较多的空预器受热面，这是不合算的。

除了以上技术经济因素外，选用排烟温度时还要考虑低温腐蚀和堵灰等工作安全可靠性问题。这就要提高受热面壁面温度，使之高于烟气中酸蒸汽的露点。对折算含硫量S_zs，ar为（0.6～5）%的燃料，酸蒸汽露点可达120～150℃。如仅用提高排烟温度的方法来提高壁温则会使锅炉效率下降太多，故用暖风器等措施来提高进风温度，而使θ_py保持在经济合理的水平。推荐的经济排烟温度值见表8.3和8.4。表中数字仅作为参考。设计时要根据燃料性质、钢材和燃料的供应和价格进行分析后选定。

表8.3　中小容量锅炉（D≤75t/h）的排烟温度

表8.4　中大容量锅炉（D＞75t/h）的排烟温度　　℃

值得指出的是，如果不考虑腐蚀问题，或腐蚀问题较轻（如燃气锅炉），排烟温度可选取较低的数值，甚至将烟气中的水蒸气冷凝下来，这样可以最大限度地利用水蒸气凝结所放出的汽化潜热，锅炉的热效率可以大幅度地提高，这种锅炉称为冷凝式锅炉。冷凝式锅炉的热效率若仍按低位发热量来计算，可以超过100%。