1 项目概况及节能改造方案
新疆旗马山热电站供热锅炉房共有3台70MW燃气热水锅炉。 锅炉排烟温度88-180℃，一次回水平均温度40℃。 原有常规余热回收设备阻力大、振动大、无低温防腐措施、节能率低、安装空间紧张。 通过技术经济比较，将原有余热回收设备更换为防腐高效的烟气冷凝热回收装置，辅以自然空气除湿，排烟冷凝余热深度回收利用和冷凝进行水和除雾改造。 改造后新增供热面积30万平方米。 系统原理图和布局图分别如图1和图2所示。
图1 烟气冷凝热回收及除雾系统示意图
图2 烟气冷凝热回收除雾系统布置示意图
2 改造工程实测
根据TSG G0003-2010《工业锅炉能效测试与评价规则》中的测量方法空调冷凝水回收利用，同时对锅炉进行正负平衡检测。
2.1 试验原理及数据整理依据
2.1.1烟气冷凝热回收装置回收的热量
在外保温良好的情况下，烟气冷凝热回收装置回收的热量大约为烟气放出的热量（逆平衡法）或水吸收的热量（正平衡法）。烟气冷凝热回收装置的烟气侧是
烟气冷凝热回收装置水侧吸收的热量为
2.1.2 锅炉本体热效率
锅炉本体的热效率是锅炉输出热量与燃料放热量的比值，其表达式为
2.1.3 烟气冷凝热回收装置节能率
烟气冷凝热回收装置的燃料利用热效率，即节能率Δη为烟气冷凝热回收装置回收的热量与气体燃烧放出的热量之比。
反平衡节能率Δη为
正平衡节能率Δη'为
工程试验采用我国现行的锅炉热效率计算依据，即燃料低热值，作为燃气利用热效率的计算依据。
2.1.4 锅炉总效率
节能改造后锅炉的总效率为锅炉本体燃料利用效率与烟气冷凝热回收装置燃料利用效率之和，即
2.2 主要试验参数及设备（见表1）
表1 主要试验参数及设备
注：冷凝水成分委托清华大学检测。
3 测试结果
2014～2015年采暖季锅炉负荷率为29%～102.5%，过量空气系数为1.2～1.3。 笔者对烟气冷凝热回收装置节能改造后的锅炉系统进行了跟踪试验。
3.1烟气冷凝热回收装置进出口烟气温度
整个采暖季，在烟气冷凝热回收装置进水温度为29-43℃的情况下，热用户用热量不同，锅炉负荷变化大，排烟锅炉温度由88-180℃下降到出口烟气温度（烟气冷凝热回收装置出口烟气温度）33-54℃。 经自然风冷却除湿后，排烟温度（烟囱出口烟气温度）降至21-35℃。
3.2烟气冷凝热回收装置回收的废气余热
当负荷率为29%-93%时，进水温度为29-43℃，烟气温度经烟气冷凝热回收装置后由88-180℃降至33-54℃，回收锅炉总余热2 060～6 960 kW，其中显热590～4 930 kW，潜热320～2 120 kW。 102.5%负载率下测得的节能量为9 018 kW。
3.3 烟气冷凝热回收装置节能率与锅炉系统总效率
烟气温度经烟气冷凝热回收装置后由88～180℃下降到33～54℃，锅炉本体热效率82.8%～97.1%，燃气利用效率（单一能源）烟气冷凝热回收装置节油率）为7.8%～13%，锅炉系统总效率为92.3%～107.3%。 锅炉本体排烟温度越低，节能潜力越小。 锅炉本体排烟温度越高，经过烟气冷凝热回收装置后排烟温度越低，节能率越高。
3.4 节能改造前后锅炉系统总热效率对比
测试数据显示，当负荷率为102.5%时，节能改造前锅炉系统（含原烟气余热回收装置）总热效率为94.10%，锅炉系统总热效率为节能改造后为106.67%，改造后锅炉系统总效率提高12.57%。
3.5 烟气凝结水
烟气冷凝水的pH值和冷凝水中酸根离子的质量浓度以检测结果为准。
4 锅炉烟气冷凝余热深度利用节能改造项目经济社会效益
项目实测结果表明，烟气冷凝热回收装置的气体利用效率（单体节电率）达到8%～13%。 即使烟气冷凝热回收装置的节能率为10%，采暖季单台锅炉平均耗气量为5 600 m3/h空调冷凝水回收利用，每天供暖24小时，采暖期181天乌鲁木齐市，以1.37元/立方米的天然气价格计算，每个采暖季可节约天然气243万立方米，节省气费333万元。 即使每天回收80t/d的冷凝水，每个采暖季回收的冷凝水也高达，除湿率达到70%，可减少大量油雾排放，减少NOx减排10%以上，减少CO2排放5 080 t/采暖季，经济和社会环境效益显着。
5 结论
1）节能改造后，不同锅炉负荷下，烟气温度由88-180℃下降到比烟气冷凝热回收装置进水温度高3-13℃，即33-54 ℃，节能率达到13%。 锅炉总效率达到107.3%； 辅以自然风冷除湿，排烟温度降至21-35℃； 单台锅炉每天回收烟气冷凝水70-130吨，烟气除湿率达到70%，显着减少雾气排放，节能、节水、减排，经济效益显着。
3）即使烟气冷凝热回收装置的节能率为10%，以采暖季单台70MW锅炉平均耗气量5 600 m3/h计算，也可节省243万立方米的天然气。每个采暖季节气，乌鲁木齐市天然气价格为1.37元/立方米，每个采暖季气费约为333万元。 辅以自然风冷除湿，即使每天回收80t/d的冷凝水，每个采暖季回收的冷凝水也高达，除湿率达到70%，可减少大量减少油雾排放量，减少氮氧化物排放10%以上。 二氧化碳排放量减少 5 080 吨。 如能推广应用，将产生巨大的经济效益和社会环境效益。
本文发表于《暖通》2016年第2期
