高效冷凝模块锅炉是一种新型的燃气锅炉，采用全预混式天然气与空气预先充分混合再燃烧的一种方式，这种燃烧方式能够保证燃气的充分燃烧，而冷凝锅炉通过吸收烟气中的显热和潜热，使得锅炉的热效率超过了100%。

  一、锅炉的热平衡

  热效率是锅炉的重要参数，热效率越高，锅炉也就越节能。对于中小型的燃气锅炉，一般不需要空气预热器，因此标准立方天然气带入锅炉的热量为固定值，在锅炉热损失中，燃气燃烧不充分及散热损失只占很小一部分，大部分是排烟热损失，占有95%的比重，因此通过降低排烟温度能够提高锅炉热效率。

  二、天然气燃烧产物

  天然气的主要成分是烷烃，燃烧产物中含有大量的水蒸气，水蒸气的汽化潜热占燃料燃烧释放热量的10%左右。普通的大气式锅炉没有冷凝回收措施，就会损失这10%热量，而对于高效冷凝模块锅炉，烟气中的水蒸气以液态水的形式排放，降低排烟热损失，提高了锅炉的热效率。

  三、排烟温度

  要想吸收利用水蒸气的汽化潜热，必须使排烟温度低于烟气露点。烟气露点与过量空气系数有关，普通燃气锅炉，过量空气系数在1.6-2.0，烟气露点在50℃以下。在我国，基本以散热器供热，要求回水温度在50℃以上。此外，烟气中含有硫氧化物和氮氧化物，如果出现冷凝液能够腐蚀铸铁锅炉，为了防止锅炉腐蚀，一般排烟温度在110℃以上，也就无法利用烟气中水蒸气的潜热。

  高效冷凝模块锅炉采用全预混燃烧技术，过量空系数在1.2左右，烟气露点在55℃。对于回水温度不超过55℃的工况，烟气中的水蒸气将会冷凝放热，其中的潜热能够被利用。同时烟气中的过量空气含量降低，带走的炉膛热量也会降低，进一步减少热损失。

  此外高效冷凝模块锅炉的材质为硅铝镁合金，比普通燃气锅炉的材质传热系数高，因此在有限的空间内，硅铝镁合金锅炉传热更快。而且铝很活泼，能够与空气中的氧气形成致密的氧化铝保护膜，有效降低冷凝液的腐蚀。

  四、有害气体排放

  1 一氧化碳

  一氧化碳主要来源于天然气的不完全燃烧，即缺氧的情况下。理论上来说，大气式燃烧方式不会出现这样的情况，因为空气充足，但是实际上大气式燃烧生成的一氧化碳浓度在100ppm-150ppm之间，这和大气式燃烧方式有关。过程如下：燃气通过一定压力进入文丘里管，同时一定量的空气被吸入，在燃烧器表面燃烧，由于空气不足，二次空气会在燃烧器的周围进行补充燃烧，燃烧发生在火焰外表面，空气中氧分子在扩散的作用下与燃气反应，当氧分子扩散速度低于火焰燃烧速度时，就会出现缺氧燃烧的情况，从而生成大量的一氧化碳。高效冷凝模块锅炉采用金属纤维燃烧器，空气与燃气预混后在燃烧器表面燃烧，过程空气系数在1.2左右，不存在缺氧燃烧情况，满负荷一氧化碳排放在35ppm以下，低负荷一氧化碳排放在5ppm以下。

  2 氮氧化物

  氮氧化物有一氧化氮和二氧化氮，空气中的氧气和氮气在高温情况下先生成一氧化氮，一氧化氮氧化后生成二氧化氮。如果降低燃烧温度，就能够有效抑制一氧化氮的生成，由于铝的导热性能远高于铸铁的导热性能，这就导致硅铝镁合金高效冷凝模块锅炉能够更快将炉膛热量传递给水，高温滞留时间短，从而减少了氮氧化物的生成和排放量。全预混硅铝镁合金高效冷凝模块锅炉氮氧化物浓度在15ppm以下，普通燃气锅炉氮氧化物浓度则在50ppm以上。

  综合以上分析，高效冷凝模块锅炉在节能环保方面都优于普通燃气锅炉。作为传统的锅炉，已经不能满足很多高标准烟气排放地区的需求，将越来越多被高效冷凝模块锅炉所取代。

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