随着我国对环保的日益重视,燃煤供热锅炉正逐渐被燃用清洁能源的天然气锅炉所替代。由于燃气锅炉的排烟温度一般在130～200℃,含有大量烃的天然气燃烧产生的烟气中含有大量的水蒸气,水蒸气中大量的潜热随烟气排出,这部分热损失是相当大的。自从20世纪70年代研制出第一台能够回收烟气中水蒸气潜热的冷凝式锅炉以来,很多国家对冷凝式锅炉进行了技术开发及实验研究。目前,在我国对冷凝式锅炉的研究还处于起步阶段,出于提高能源使用效率,节约能源和减少排放的考虑,我国也必然会采用冷凝式燃气锅炉来增加我国能源可持续性发展的竞争力。 首先,本文归纳了冷凝式燃气锅炉排烟热损失的计算方法,研究了燃气种类、锅炉排烟温度、过量空气系数、燃烧用空气湿度和温度以及供热系统对冷凝式燃气锅炉节能特性的影响,获得了排烟热损失与排烟温度、过量空气系数、燃烧用空气湿度及温度的关系曲线;建立了炯分析方程,利用一组测试数据比较了冷凝式燃气锅炉与普通燃气锅炉的炯效率和热效率。 其次,本文研究了增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉的节能特性的影响,获得了增氧体积份额与排烟热损失的关系曲线;分析了增氧体积份额对供热季节效率和引风机能耗的影响。研究了增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉运行经济性的影响,获得了基于不同增氧体积份额和排烟温度下经济的天然气—氧气价格比。 最后,本文分析了烟气冷凝净化机理,提出了有害气体最大理论体积浓度减排量和吸收率的计算模型,研究了冷凝式燃气锅炉的环保特性。建立了采暖季锅炉有害气体排放量的计算模型。以北京一个供暖面积为10000m²的建筑为例,比较了该建筑采用燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉和冷凝式燃气锅炉供暖时,一个采暖季飞灰量、SO₂和CO₂的排放量,结果表明冷凝式燃气锅炉具有最佳的环保竞争力。