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目前,我国天然气能源消费比例日益增加,天然气消耗总量正在逐年提升,尤其是冬季采暖期的日消耗量,国内天然气供应存在巨大缺口。就北京市而言,燃气供热锅炉天然气消耗量约占全市天然气消耗量的14%,燃气供热锅炉作为天然气的主要消耗设备,提高燃气锅炉的热效率,对锅炉烟气余热进行深度回收利用是降低天然气消耗总量,解决天然气供不应求的重要手段。因此本课题首先对燃气锅炉各种烟气余热回收技术及其相关热回收设备的特点进行了研究。并且针对北京市既有的20吨以下的多种类型燃气供热锅炉进行了运行性能及节能检测,通过实地测试,研究其实际运行供热性能以及实际运行过程中低品位烟气余热的节能潜力。测试结果显示:大多数的燃气锅炉排放烟气温度较高,即使加装了烟气余热装置的锅炉,其烟气的排烟温度依然高于烟气露点温度,只能回收烟气显热,烟气中仍含有大量的低温位烟气余热未被利用。若将烟气温度降低至55℃左右的露点温度以下,锅炉热效率可提升6%~11%,具有较大的节能潜力。因此根据各种余热回收装置的特点与中小型燃气锅炉的特性以及初投资等经济方面的影响,在众多余热回收方式中,选用具有换热效率高且有一定净化功能的喷淋式换热器进行余热回收研究,但是目前常用热网回水作为喷淋水,由于其温度较高,无法深入回收烟气的冷凝余热,因此寻找适宜的低温冷水源是喷淋式换热器应用的关键。因此本课题提出运用喷淋式换热器与压缩式热泵耦合的热泵型燃气锅炉烟气冷凝余热回收系统回收烟气冷凝余热,利用热泵的特性解决低温冷源的问题。并且以一台58kW的立式燃气锅炉为烟气源,设计搭建了热泵型燃气锅炉烟气冷凝余热回收系统实验台,通过实验手段探索余热回收系统内热泵冷凝端水流量和进口水温对余热回收系统性能的影响,并通过模拟的手段探究了室外温度的变化时燃气锅炉供热系统质调节与质量-流量调节两种供热调节方式对热泵型烟气冷凝余热回收系统性能的影响。在锅炉90%出力,燃气消耗量为5.13Nm~3/h,过量空气系数为1.2的运行工况下,热泵型烟气冷凝余热回收系统的平均余热回收效率可达13.5%,排烟中的水蒸气含量将减少75%以上,排烟温度降低至30℃左右。