河南太康鍋爐有限公司始終堅(jiān)持”誠(chéng)信為本、質(zhì)量至上“理念，行業(yè)健康發(fā)展。本著合作互惠互利的發(fā)展理念，愿與新老朋友們一起，共同奔向美好未來(lái)! 生物質(zhì)蒸汽鍋爐工作原理：生物質(zhì)蒸汽鍋爐兩側(cè)布置水冷壁構(gòu)成爐膛及燃油氣熱水鍋爐對(duì)流煙道，蒸汽鍋爐鍋筒內(nèi)布置有單回程螺紋煙管。爐膛內(nèi)采用水冷整澆的前拱、后拱。前拱為階梯形，后拱為人字形，使拱的覆蓋率接近85，有利于生物質(zhì)燃料的燃燒。采用大塊式鏈條爐排實(shí)現(xiàn)機(jī)械式燃燒。配鼓引風(fēng)機(jī)進(jìn)行燃油氣熱水鍋爐機(jī)械通風(fēng)，并配以出渣機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)械出渣，控制監(jiān)測(cè)儀表齊全。

針對(duì)傳統(tǒng)天燃?xì)忮仩t排煙溫度高和煙氣排放的問(wèn)題，采用噴淋循環(huán)水為載體在混合換熱塔中直接換熱，吸收煙氣中的熱能和碳氧化物、氮氧化物等通過(guò)換熱器向其他冷燃油氣熱水鍋爐源放熱，熱能回收率大于80%，裝置具有數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程智。

能控制操作方式。

文 | 劉民 蘇永琴 李晉欣鍋爐排出的煙氣中，含有約8%~15%的顯熱和11%的水蒸氣潛熱，直接排放不符合綠色環(huán)保社會(huì)的發(fā)燃油氣熱水鍋爐展方向處理后的排煙溫度控制在65 ℃左右，以噴淋循環(huán)水為“換熱器”，在裝有規(guī)整填料的混合換熱塔中直接換熱，吸收。

煙氣中的熱能，同時(shí)洗滌煙氣，大幅度降低碳氧化物、氮氧化物等有害物質(zhì)的排放，再通過(guò)換熱器向燃油氣熱水鍋爐其他冷源放熱，可達(dá)成回收煙氣余熱和凈化煙氣的雙重目標(biāo)傳統(tǒng)鍋爐尾部煙道中通常加裝省煤器，目的是將鍋爐給水加熱，它吸收煙。

氣的熱量,降低了煙氣的排煙溫度,節(jié)省能源但這是一種間接熱交換方式，熱交換時(shí)間短，吸燃油氣熱水鍋爐熱能力低，排煙溫度降低不明顯，同時(shí)增加了排煙阻力，無(wú)凈化煙氣的功能本文設(shè)計(jì)的余熱回收裝置克服了以上不足實(shí)際運(yùn)行表明：當(dāng)排煙溫度低于63 ℃時(shí)，會(huì)出現(xiàn)酸性結(jié)露，不同地區(qū)和不同運(yùn)行環(huán)境下的結(jié)露點(diǎn)存在差異，燃油氣熱水鍋爐結(jié)露后會(huì)產(chǎn)生具有腐蝕性的液體，加快系統(tǒng)老化。

所以，排煙溫度設(shè)定值要根據(jù)具體情況進(jìn)行微調(diào)，通常調(diào)整范圍為（65±2）℃[1]1 裝置整體組成及功能余熱回收裝置由引煙系統(tǒng)、煙氣與循環(huán)水直接換熱、冷源間接換燃油氣熱水鍋爐熱、控制系統(tǒng)4部分組成，如圖1所示引煙系統(tǒng)使用高溫變頻風(fēng)機(jī)，根據(jù)鍋爐大火和小火兩種燃燒狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)出風(fēng)量，使鍋爐排煙與換熱系統(tǒng)及時(shí)匹配；煙氣與循環(huán)水直接換熱以噴淋循環(huán)水為載體，煙氣依次通過(guò)填料燃油氣熱水鍋爐冷卻、噴淋冷卻途徑，煙氣與循環(huán)水的直接式混合換熱，充分吸收煙氣所攜帶的熱量，并吸收煙氣中的有害氣體成分，排出的氣體為65 ℃的清潔煙氣。

循環(huán)水水泵采用變頻馬達(dá)驅(qū)動(dòng),動(dòng)態(tài)調(diào)整噴淋水量，保證系統(tǒng)高效運(yùn)行；燃油氣熱水鍋爐冷源間接換熱為高效板式間接換熱設(shè)備換熱，將吸收煙氣余熱所得的高溫循環(huán)水通過(guò)高效板式換熱器，使熱量轉(zhuǎn)換為可利用的熱能；基于智能遠(yuǎn)程控制模塊、三菱PLC、GOT及自動(dòng)化儀表的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝置的現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程自燃油氣熱水鍋爐動(dòng)控制。

2 煙氣主要參數(shù)、裝置技術(shù)指標(biāo)和動(dòng)力環(huán)境條件2.1 煙氣主要參數(shù)（鍋爐廠商提供）鍋爐額定蒸發(fā)量為2~150 t/h；天然氣消耗量：168 m3/h（大火燃燒），42 m3/h（小火燃燒）；排煙燃油氣熱水鍋爐溫度/排煙量：180 ℃（大火燃燒）/3600 m

3/h，160°C（小火燃燒）/750 m3/h（蒸發(fā)量2 t/h場(chǎng)合）2.2 裝置主要技術(shù)指標(biāo)熱量回收率＞80%；排煙溫度為（65±2）℃；控制方式燃油氣熱水鍋爐為數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)控制和智能遠(yuǎn)程控制；換熱出水溫度為60℃；排污：達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 主要?jiǎng)恿Νh(huán)境條件供電：3相380 V交流電，50Hz，10kW；自來(lái)水：進(jìn)水壓力為0.25 MPa，進(jìn)水溫度＜25燃油氣熱水鍋爐 ℃，水質(zhì)為一般工業(yè)凈化水；塔體及管道保溫處理，表面溫度不大于45 ℃；遠(yuǎn)離強(qiáng)電、強(qiáng)磁等干擾源。

3 機(jī)械本體設(shè)計(jì)計(jì)算與設(shè)備選型3.1 鍋爐煙氣量計(jì)算

本項(xiàng)目鍋爐規(guī)格為2t,有兩種工作狀態(tài)，分別是大火燃燒燃油氣熱水鍋爐狀態(tài)和小火燃燒狀態(tài)根據(jù)上式求得大火燃燒狀態(tài)、小火燃燒狀態(tài)煙氣量分別為3596、780 m3/h，與鍋爐廠商提供的數(shù)據(jù)相吻合3.2 風(fēng)機(jī)選型及參數(shù)煙氣溫度為180 ℃，**煙氣量為3600m

3/h；選用燃油氣熱水鍋爐Y5-48型耐高溫小型鍋爐引風(fēng)機(jī)，流量為3772~7005 m3/h；全壓為967~1426Pa；風(fēng)速為12.8~23.85m/s；輸入功率為2.84~3.58kW3.3 塔體設(shè)計(jì)計(jì)算塔體采用中空塔與燃油氣熱水鍋爐填料塔，包括循環(huán)水槽、填料空。

間、噴淋裝置，下部設(shè)排污口，中部設(shè)維修孔、入煙孔法蘭、循環(huán)水入口和溢流口。3.3.1 塔徑與塔高根據(jù)文獻(xiàn)[3]，洗氣塔直徑為

3.3.2 循環(huán)水槽的容量

3.3.3 填料選擇燃油氣熱水鍋爐選擇原則：傳質(zhì)效率要高，通量要大，層的壓降要低，抗污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便常用填料材質(zhì)有陶瓷、金屬、塑料等本設(shè)備煙氣溫度為180 ℃，選用金屬304材質(zhì)為宜填料形式有散裝和規(guī)整，規(guī)整填料相比散堆填料燃油氣熱水鍋爐來(lái)說(shuō)，在理論板數(shù)和處理量相同的情況下，規(guī)整填料的處理效率更高，成本更小，但是散堆填料比規(guī)整填料更抗堵。

綜合對(duì)比后認(rèn)為選擇規(guī)整填料較為合理3.3.4 噴淋噴嘴選型計(jì)算噴淋噴嘴選用美國(guó)噴霧系統(tǒng)公司（SPY燃油氣熱水鍋爐aying Systems Co.）的Spiraljet噴霧噴嘴，具有結(jié)構(gòu)緊湊、一體化、大流速和實(shí)心錐形的霧化特性。

噴流角度為60°~170°，連接方式有螺紋型和法蘭型循環(huán)水量W=2232.82kg/燃油氣熱水鍋爐h，即37.214 L/min，噴射壓力擬定為0.15MPa，宜選用型號(hào)為HHSJ 3/8的噴嘴1個(gè)，或HHSJ 1/4的噴嘴3~4個(gè)。

3.4 循環(huán)水泵選型及管道計(jì)算循環(huán)水管道分布為水平垂直立體分布，燃油氣熱水鍋爐總長(zhǎng)度約為10 m，爬升高度3 m，管道附件有10個(gè)彎頭，5個(gè)截止閥，1個(gè)過(guò)濾器，板式換熱器1個(gè)以上沿程壓力損失及管路附件壓力損失估算為0.1MPa；管道出口為斯普瑞螺旋噴嘴，需要提供噴射壓力0.15燃油氣熱水鍋爐MPa；管路中重要設(shè)備為板式換熱器，板式換熱器一般允許壓降小于80kPa。

綜上循環(huán)水泵需提供33MPa壓力取富余系數(shù)K=1.1；循環(huán)水泵流量Gx=2232.82×1.1=2456.102kg/h；揚(yáng)程燃油氣熱水鍋爐Hx=33×1.1=36.3m根據(jù)公式問(wèn)Q=S×V式中：流量Q=0.00223282 m3/s；。

D為管道內(nèi)徑，流速取V=1m/s，S=πD2/4，求得D=28mm。選取管徑為DN32。3.5 板換選燃油氣熱水鍋爐型計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)[4]，換熱面積等于總熱負(fù)荷除以傳熱系數(shù)和平均對(duì)數(shù)溫差值。公式為：

式中：t?為熱流進(jìn)口溫度，取90 ℃；t?為熱流出口溫度，取60 ℃；t?′為冷流進(jìn)口溫度，取20 ℃；t?′為冷流出口燃油氣熱水鍋爐溫度，取60 ℃。

3.6 脫水器為了不讓排出的氣體夾帶滴液，需要在塔體頂部排氣口加裝脫水器，脫水器的作用是捕獲10μm以下的微細(xì)水霧根據(jù)脫水工作原理和方式的不同，可分重力式、擋板式、離心式和網(wǎng)格式等4燃油氣熱水鍋爐種脫水器選用網(wǎng)格脫水器(阻力流速圖見圖2)。

4 電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與器件選用4.1 概述系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是將天然氣鍋爐煙氣的熱量通過(guò)循環(huán)水直接冷凝，收集其熱量，再經(jīng)過(guò)板換產(chǎn)出熱水(約60℃)，供給用戶，同時(shí)凈燃油氣熱水鍋爐化煙氣首套裝置實(shí)現(xiàn)2t天然氣鍋爐煙氣余熱回收煙氣引風(fēng)機(jī)馬達(dá)采用變頻器驅(qū)動(dòng)，控制對(duì)象是處理

后的清潔煙氣的排口溫度，用**組PID調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)保證鍋爐產(chǎn)生的煙氣幾乎全部進(jìn)入余熱回收裝置，不干擾燃燒器正常運(yùn)行，燃油氣熱水鍋爐也不可以吸入室外空氣鍋爐有大火和小火兩種燃燒工作狀態(tài)，煙氣引風(fēng)機(jī)控制單元要實(shí)時(shí)辨識(shí)，保證兩種燃燒狀態(tài)所排煙氣與引風(fēng)量匹配。

煙氣與循環(huán)水直接換熱，循環(huán)水泵馬達(dá)也采用變頻器驅(qū)動(dòng)，控制對(duì)象是循環(huán)水的溫度，用燃油氣熱水鍋爐第二組PID調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)使循環(huán)水溫度恒定安全連鎖出現(xiàn)鍋爐故障、循環(huán)水位降至下限、變頻器過(guò)載、電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷、冷水失壓時(shí)，引風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵均自動(dòng)停止工作。

4.2 控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

4燃油氣熱水鍋爐.3 控制系統(tǒng)框圖控制系統(tǒng)框圖如圖4所示。

4.4 軟件模塊劃分

如圖5所示，上層模塊針對(duì)HMI操作，主要完成參數(shù)設(shè)定、運(yùn)行狀態(tài)、報(bào)警和數(shù)據(jù)表格顯示、急停、密碼修改下層模塊的功能是：接收溫度反饋值（PV）燃油氣熱水鍋爐和安全連鎖信號(hào)，傳送給CPU，并與設(shè)定值（SV）比較，經(jīng)邏輯判斷和數(shù)。

據(jù)計(jì)算處理，輸出各操作值（MV），自動(dòng)控制引風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速，達(dá)成清潔煙氣溫度、循環(huán)水溫度恒定的目標(biāo)重點(diǎn)模塊簡(jiǎn)述如下：1）連鎖保燃油氣熱水鍋爐護(hù)模塊設(shè)置硬件和軟件雙重安全連鎖裝置，保證液位下限時(shí)循環(huán)泵自動(dòng)停機(jī)，并且不能啟動(dòng)，變頻器、電動(dòng)機(jī)過(guò)載不能啟動(dòng)。

2)溫度采集模塊清潔煙氣溫度、循環(huán)水溫度檢測(cè)使用鉑電極(Pt100)測(cè)量溫度，采用三線制接燃油氣熱水鍋爐法信號(hào)通過(guò)PLC的FX3U-4AD-PT-ADP四Pt100輸入模塊采樣到PLC中用兩臺(tái)變頻器（功率分別為5.5 kW和1.5 kW）分別驅(qū)。

動(dòng)引風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和循環(huán)水泵電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)燃油氣熱水鍋爐信號(hào)無(wú)效5 結(jié) 語(yǔ)天然氣鍋爐煙氣余熱回收裝置是將傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t排出的高溫且含有有害物質(zhì)的煙氣，經(jīng)離心風(fēng)機(jī)吸入混合換熱塔，一方面，采用直接換熱的形式吸收煙氣中的熱能，再通過(guò)循環(huán)水泵及換熱器將熱量供給用戶；燃油氣熱水鍋爐另一方面，洗滌煙氣，大幅度降低碳化物、氮化物等有害物質(zhì)的排放。

達(dá)到了回收煙氣余熱和凈化煙氣的雙重目的從研發(fā)試制到推向市場(chǎng)總體上經(jīng)歷了幾個(gè)階段：1）試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，通過(guò)煙氣總量、風(fēng)機(jī)選型、塔體設(shè)計(jì)、循環(huán)水燃油氣熱水鍋爐泵及管道等設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)回收凈化裝置進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；2）校核階段，將實(shí)際數(shù)據(jù)與計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)比修正形成一套具體的通用型設(shè)計(jì)方法；

3）量產(chǎn)階段，按照不同工況需求，設(shè)計(jì)制造出不同的產(chǎn)品供客戶使用[參考資料][燃油氣熱水鍋爐1] 胡名操.環(huán)境保護(hù)實(shí)用數(shù)據(jù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990.[2] 趙欽新,惠世恩.燃油燃?xì)忮仩t[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2000:379-381.。

[3] 姜鳳有.工業(yè)除塵設(shè)備燃油氣熱水鍋爐:設(shè)計(jì)、制作、安裝與管理[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2007.[4] 姚玉英,黃鳳廉.化工原理:上冊(cè)[M].天津:天津大學(xué)出版社,1999:274-280.[5] 2000系列觸摸屏綜合手冊(cè)安裝包1燃油氣熱水鍋爐.108N(中文)[Z].

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[9] 周麗芳,李偉生,楊美美,等.三菱PLC從入門到精通[M].北京:人民郵電出版社,2018. 作者簡(jiǎn)介：劉民（1986—）男，本科，工程燃油氣熱水鍋爐師，從事研發(fā)設(shè)計(jì)工作。

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生物質(zhì)燃油氣熱水鍋爐蒸汽鍋爐特點(diǎn)：1、采用合理送料系統(tǒng)，進(jìn)料均勻性好，與負(fù)荷追蹤性好，自動(dòng)化水平高；2、采用合理的燃燒設(shè)備，設(shè)計(jì)層燃，懸浮燃燒或者層燃混懸浮燃燒的方式，確保燃料充分燃燒并燃燼；3、合理布置受熱面，組織成充燃油氣熱水鍋爐分的燃燒空氣動(dòng)力場(chǎng)，解決了燃燒不充分和尾部受熱面易腐蝕問(wèn)題；4、選擇合理的爐膛出口煙溫及對(duì)流受熱面煙氣流速，減少鍋爐積灰或磨損。河南省太康鍋爐有限公司以“誠(chéng)信、**、服務(wù)”的企業(yè)文化為底蘊(yùn)，以“客戶至燃油氣熱水鍋爐上、盡善盡美”為服務(wù)宗旨，與各界朋友廣泛合作，攜手共進(jìn)，共創(chuàng)美好未來(lái)。