一、工作原理

以燃氣全冷凝鍋爐為例

天然氣主要是碳（C）和氫（H）兩元素組成。其主要成分如下：

95%CH4（甲烷）+2.4%CnHn（烷酊類混合物）+1.0%H2（氫氣）+0.1%CO（一氧化碳）+0.5% CO2（二氧化碳）+1.0%N2（氮氣）

含在天然氣中的氫（H）在鍋爐內(nèi)部燃燒時與氧氣中的氧（O）結(jié)合成水。生成的水從燃料燃燒時產(chǎn)生的熱量（稱為高位發(fā)熱量）中吸收約10%的汽化熱而變成水蒸汽，與排出的煙氣一道排出。如下等式：

燃氣高位發(fā)熱量9450kcal/Nm3—汽化熱950kcal/Nm3（潛熱）=低位發(fā)熱量8500kcal/Nm3

每1Nm3天然氣燃燒后可以產(chǎn)生1.7Kg水蒸汽，可見里面含有可觀的汽化潛熱，約4000kJ，占天然氣高位發(fā)熱量的10%左右。在排煙較高時（傳統(tǒng)鍋爐排煙溫度大約在250℃左右），水蒸汽不能冷卻凝結(jié)放出熱量，隨煙氣排放而浪費，且高溫煙氣中含有大量顯熱也一起被浪費掉，形成很大的排煙損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率是以低位發(fā)熱值計算所得，一般只能達到88%~92%。根據(jù)最新的國家強制節(jié)能規(guī)范（TSGG0002-2010《鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程》的要求（控制排煙溫度≤170℃），現(xiàn)一般采用在鍋爐排煙口處加裝節(jié)能器，利用鍋爐補給水冷卻煙氣，排煙溫度可控制在150℃左右。但也只是吸收了一部分煙氣中的顯熱而已，水蒸汽中的潛熱未能吸收。

全冷凝高效吸收原理是通過優(yōu)化鍋爐本體的受熱面，大量吸收熱量降低排煙溫度（250℃左右），再運用高效翅片管節(jié)能器（高溫給水加熱器）利用鍋爐補給水冷卻煙氣降低排煙溫度（150℃左右），最后采用耐腐蝕高效翅片管冷凝換熱器（低溫給水預加熱器），利用溫度較低的鍋爐補給水再次冷卻煙氣降低排煙溫度（＜65℃），煙氣中的水蒸汽冷凝成水釋放潛熱，實現(xiàn)煙氣中顯熱和水蒸汽凝結(jié)潛熱同時釋放，將換熱器中的低溫補給水或熱媒水被加熱進入鍋爐，達到熱能回收，提高鍋爐效率。采用燃料高位發(fā)熱量計算，效率可達100%以上；采用燃料低位發(fā)熱量計算達97%以上。原理圖如下：

燃油鍋爐煙氣中水蒸汽容積含量約為12~13%，同樣可得到有效的煙氣回收利用，提高鍋爐運行效率和節(jié)約燃料。

二、發(fā)展趨勢

冷凝式鍋爐起源于歐洲，由荷蘭率先將冷凝式鍋爐應用在大中型工業(yè)鍋爐上。由于冷凝式鍋爐具有傳統(tǒng)鍋爐的共性外，還具有明顯的燃料節(jié)約特點，熱效率高達103%以上，大大降低了燃料耗量，同時煙氣中的SO2和NOX等有害成分也大大降低，降低了有害氣體的排放。因此冷凝式鍋爐在歐洲國家得到了政府政策的支持和推廣運用，代表著最先進的高效節(jié)能環(huán)保鍋爐的標志和發(fā)展方向。

三、性能特點

1、高效節(jié)能

采用鍋爐本體受熱面和低溫擴展受熱面（節(jié)能器和冷凝器）的有機完美整合，通過低溫水與高溫尾氣充分換熱，大量吸收煙氣熱量并有效回收利用，大幅度降低熱量散失和燃料消耗，提高鍋爐運行效率（達100%以上，排煙溫度低于65℃）。

2、清潔環(huán)保

普通燃氣鍋爐排煙中CO2含量約為10%，NOX含量約為60~80ppm，而全冷凝式燃氣鍋爐排煙中CO2含量約為6~7%，NOX含量在20ppm以下，含量明顯低于普通鍋爐。同時CO2和NOX在全冷凝鍋爐的尾部煙道中與冷凝結(jié)露的H2O結(jié)合生成對應的酸，并隨著凝結(jié)水從排放管排至中和池進行中和處理，最大程度減少有害氣體對大氣的污染。

3、結(jié)構合理

全冷凝臥式高效燃油（氣）蒸汽鍋爐本體采用濕背式中心低位對稱布置，能改善爐體的應力分布，結(jié)構穩(wěn)健，蒸汽空間大，使用壽命長。

波紋爐膽和螺紋煙管的應用，既增強了換熱效果，又緩解熱脹冷縮對燃燒室的損傷。

鍋爐、內(nèi)置一級節(jié)能器、外置二級冷凝器一體化組合結(jié)構，既提高鍋爐效率，又使鍋爐結(jié)構緊湊美觀，占地小，簡化現(xiàn)場安裝工作量，節(jié)約鍋爐房建設用地和基建成本。外置冷凝器使用耐腐蝕材料，使用壽命長。

4、保養(yǎng)方便

設置便捷式全開啟高密封性煙箱門，鍋爐后部設置防爆裝置、檢查門、觀火孔，爐體設置人孔、手孔，方便檢修。

5、使用便捷安全

配置國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)控制元器件、泵閥、全自動控制系統(tǒng)和世界知名品牌燃燒器，運行穩(wěn)定可靠，安全保護功能齊全，操作簡單便捷，自動化程度高。