一、冷凝式燃气壁挂炉的工作原理及其结构特点

1、工作原理

燃气壁挂炉由燃烧器、换热器、燃气阀、主控制板、安全装置、循环水泵、排烟系统等组成。基本工作原理是：当有热需求时，首先启动水泵循环，再开启风机：

待风压开关接通后，点火模块点火同时燃气阀开启；火焰检测电极检测到火焰，证明点火成功，壁挂炉进入正常运行。在运行中还可根据运行温度和设定温度差值进行自动调节，特别是当温度达到设定温度后将燃气阀开度减小，仅以小火维持温度，最大限度地节约燃气。当切换至卫生热水模式时，水流开关接通，首先检查系统内水压是含正常，然后驱动电动二通阀到洗浴位置。此时密闭循环内的采暖循环水加热板式换热器内的生活用水，直到不需要生活热水，再转换到供暖模式。在运行中出现系统过热和压力不符合以及缺水等故障时能自动停机，以保证安全。

冷凝式燃气壁挂炉是通过两个换热器充分吸收燃气燃烧产生的烟气的显热及水蒸气的潜热。回水依次通过余热换热器与主换热器，与热的高温烟气逆流两次换热。热烟气温度次换热后降为110～170℃，二次换热后进一步降低，可达到40～45℃，低于露点温度，水蒸气以冷凝水析出，放出显热与汽化潜热。燃气的热值是指1Nm燃气完全燃烧所放出的热量。热值分为高热值和低热值。高热值指1Nm燃气完全燃烧后，烟气全部被冷却至原始温度，而其中的水蒸气以冷凝水状态排出时所放出的热量；低热值指1Nm燃气完全燃烧后烟气被冷却至原始温度，但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量。由此可见，燃气的高热值与低热值之差就是水蒸气的汽化潜热。以天然气为例，天然气的主要成分为CH4，CH4的燃烧化学反应式为：

CH4+2O2=CO2+2H2O+Q

由上式可见，在近似假定各种气体的摩尔容积相等的前提下，每燃烧1Nm3的CH4可以得到2Nm3水蒸气，同时放出一定热量Q。

2Nm2水蒸气凝结放出潜热3．96MJ／Nm。

CH4的高热值Q=39．84MI／Nm3：低热值QL=35．91MJ／Nm。

汽化潜热与低热值的百分比=(3．96／35．91)×100％=11％所以当该燃气燃烧提供100MJ的显热时，同时也提供了11MJ的潜热。冲凝式燃气壁挂炉就是要将烟气温度冷却到露点温度以下的40～45℃，回收这部分潜热，同时也获得烟气中的大部分显热，从而大幅度的提高了热效率，一般可提高10％～15％以上，所以按低热值计算的热效率有可能超过100％。陶瓷板燃烧器和金属纤维燃烧器的烟气露点为55～59℃，是冷凝式燃气壁挂炉燃烧器的首选。

2、结构特点

燃气壁挂炉的内部结构一般分为燃烧系统、水系统、控制系-统三部分，由燃烧器、换热器、燃气阀、主控制板、安全装置、循环水泵、挥烟系统等组成。为了回收冲凝水中水蒸气的气化潜热和收集酸性冷凝水，冷凝式燃气壁扦炉增没了余热回收器7、中和器13，在余热回收器下面设置冷凝水收集盘9(见下图)。其作用是将含酸的冷凝水集中起来导入中和器中，中和器将冷凝水中和后由管道排出。由于排烟温度低，且燃烧室空间被冷凝水收集盘分隔，同普通的燃气壁挂炉相比，冷凝式燃气壁挂炉阻力增大，抽力减小，因此要求强排风机有更大的抽力，使排烟顺畅。对于完全预混式燃烧器，强排风机宜选用直流变频风机，并配合燃气、空气混合器，保持空气系数的基本稳定，使得燃烧的稳定性得以保持。

由于烟气中含有CO2和SO2且NOX(氮氧化物)，溶于水生成碳酸、亚硫酸、硝酸等，故其冷凝液滴具有较强腐蚀性。同此与冷凝水接触的所有部分，包括余热回收器、中和器、冷凝水收集盘、风机及烟管都必须使用适当的耐腐蚀材料。余热回收器可以使用含硅、锰的铝合金，现在广泛使用的为铝和铸铁合金的轧制合金ALMgSi0．5。也有一些国外厂家使用纯度为99．5％的纯铝或不锈钢。相比而言，纯铝及铝合金不仅耐腐蚀，且导热系数较高而得到广泛使用。

二、冷凝液的处理

冷凝液具有一定的酸性并含有一些有害物质，各国对其回收装置及排放有不同的规定。该冷凝式燃气壁挂炉采用一根立管将冷凝水收集盘收集到的腐蚀性冷凝液引导至中和器13，在中和器中加入金属镁用于改变水质。其化学反应式如下：

Mg+2H2→Mg(OH)2+H3

Mg(OH)2+2HNO3→Mg(NO3)2+2H2O

Mg(OH)2+H2SO4→MgSO4+2H2O

Mg+2HNO3→Mg(NO3)2+H2

Mg+H2SO4→MgSO4+H2

反应生成物硝酸镁、硫酸镁不具有腐蚀性且溶于水，可以与生活废水一同排放。中和器及连接管路应采用防腐性能较好的聚氯乙烯材料制成。

TAG: 冷凝锅炉 燃气锅炉