在图2中,接触式冷凝换热器与热泵联合热能回收系统与间壁式系统显著区别在与烟气的冷凝换热器,采用接触式换热器,烟气与冷却水发生直接接触换热,并且冷却水受到污染,需要定时处理和进行排污。 间壁式冷凝换热器和接触式冷凝换热器在国外都得到了利用,它们各自有自己的优缺点。如间壁式具有烟气与水分离,水质无污染,但换热存在较大温差,受结构尺寸限制,换热面积有限,存在间壁热阻和污垢热阻,换热效率低等。接触式具有气液两相离散接触,传热温差小,换热面积大大增大,烟气中污染物得到清洗,利于环保,但水质受影响,需处理等。 3 冷凝式锅炉与热泵联合系统的应用 在国外,采用先进的方法回收烟气中热能的系统得到了大力的发展,冷凝式锅炉与热泵联合系统广泛的用于诸如区域供热锅炉房,尤其是使用如生活垃圾、碎木屑等比较湿的燃料以及天然气为燃料的锅炉房[6,7,8]。例如,1985年瑞典在其最大的城市垃圾焚烧厂(位于东南部的乌普萨拉市)安装了一套回收热能为20MW的冷凝式锅炉与热泵联合系统。安装主要设备的投资(包括安装)及余热回收的年效益如表1[2]。 表1主要设备的投资(包括安装)及余热回收的年效益 
通过经济性计算,虽然初投资较大,但与通过建立一个锅炉来增加产热量所用的资金相比,所用的投资都是较低的,并且它在提高热生产效率的同时,除去烟气中的酸性气体和汞,因此从节能和环保的角度来说,这将是十分有利的。因此在一些急需扩建,改造和新建的集中供热锅炉房中,采用冷凝式锅炉与热泵联合系统,应是一种节能环保的方式。 根据《北京市城市热网集中供热设施建设“九五”计划及2010年发展规划》,现有一热和二热等7家热源厂将改扩建,设计供热面积将增加592万平方米。另拟新建2个热电厂,新增供热规模1000万平方米左右。 2005年热力供热面积预期达到8359万平方米,占市建筑面积的31.13%[1]。并且北京开始以环境评价为中心目标,重点分析各种供热方式对环境保护带来的影响,并将之作为分析比较的基准点和出发点,同时兼顾能源利用效率、资源利用、投资和经济效益等因素的研究,因此在该地区实行冷凝式锅炉与热泵联合系统的研究具有重要的意义。并且在燃烧清洁燃料天然气时,在理论上每标准立方米约可产生1.6kg的冷凝水,如WNS4.2-1.0/95/70-Q型热水锅炉的燃料消耗约为440Nm3/h,如果产生的水蒸气的60%被冷却下来,可产生440×1.6×0.6=422.4kg/h 的水,可以看出所获得的水量是可观的。如果采取措施对这一部分水加以利用,对一些缺水地区无疑会产生积极的作用 [2,9]。 4 结束语 冷凝式锅炉与热泵联合系统是一种高效节能和环保的热能回收系统,针对我国目前供热现状:污染严重,热量不足,急需扩建和新建一些锅炉房资金紧缺等问题,采用冷凝式锅炉与热泵联合系统应是一种值得探讨和应用的节能和环保方式。该系统还能能产生可观的冷凝水,这一部分水可以加以处理并利用,可作为一些水质要求不高的工业用水和畜牧用水。并且该系统的热泵部分在夏季也能给用户提供冷量,作小型的中央空调使用,具有更大的节能性。 |