全预混冷凝锅炉是一种新型的燃气锅炉，全预混是天燃气与空气预先充分混合再燃烧的一种方式，这种燃烧方式能够确保燃气的充分燃烧，而冷凝锅炉通过吸收烟气中的显热和潜热。大气式铸铁锅炉则是采用部分预混燃烧方式的锅炉，排烟温度比冷凝锅炉要高，在节能减排方面都比冷凝锅炉差。

1、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，因此标准立方天燃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。

2、天燃气燃烧产物

天燃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，而对于冷凝锅炉，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。

3、排烟温度

要想吸收利用水蒸气的汽化潜热，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，大气式铸铁锅炉，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。

全预混冷凝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。

此外冷凝锅炉的材质为硅铝镁合金，比铸铁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，降低冷凝液的腐蚀。

4、有害气体排放

1)一氧化碳

一氧化碳主要来源于天燃气的燃烧全面，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：燃气通过压力进入文丘里管，同时空气被吸入，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。全预混冷凝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冷凝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。全预混硅铝镁合金冷凝锅炉氮氧化物浓度在15ppm以下，普通铸铁锅炉氮氧化物浓度则在50ppm以上。

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