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锅炉烟气的余热回收与利用.pdf

锅炉烟气的余热回收与利用

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2012-03-28 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《锅炉烟气的余热回收与利用pdf》,可适用于高等教育领域

第卷第期湖南城市学院学报(自然科学版)VolNo年月JournalofHunanCityUniversity(NaturalScience)Jun锅炉烟气的余热回收与利用蒋开国(湖南省建筑总公司第三工程公司长沙)摘要:目前锅炉烟气的排烟温度一般在~℃左右大量的热能直接排放进大气不仅造成能源的巨大浪费也对环保有很大的影响是城市热岛效应的罪魁祸首之一.因此对锅炉烟气的余热回收与利用将有非常重大的社会、环境和经济效益.通过多年来从事燃油、燃气锅炉烟气的余热回收与利用项目的研发和推广现以LGPHILIPS曙光星沙工厂燃油蒸汽锅炉为例进行介绍.关键词:烟气余热超导材料余热锅炉节能中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:–()––工程概况LGPHILIPS曙光星沙工厂现有台th的燃油蒸汽锅炉其具体情况为:使用燃料为#柴油日耗量t年耗量t锅炉实际运行热效率为风机风量为mmin锅炉排放烟气流量Qr=mh实测值mh台锅炉已安装了空气预热器排烟温度由℃下降到了℃(实测值℃)台锅炉每天需补充软水t软化水初始温度为℃左右在除氧器内经蒸汽加热至沸腾除氧后再送给锅炉使用此时须耗费大量蒸汽热能也就是须耗费大量的柴油烟气中含有的有害物质:烟尘排放浓度mgm二氧化硫浓度mgm二氧化硫排放量kgh氮氧化物排放浓度mgm氮氧化物排放量kgh.现设计采用超导节能换热装置对锅炉排放的烟气进行热能回收根据热力学和超导换热装置的性能考虑烟气温度由℃下降到℃因此回收的热能包括烟气由℃下降到℃的显热及烟气中水蒸气变成液态水所释放的潜热.超导节能装置性能介绍超导节能装置该项目的关键设备就是超导节能装置俗称余热锅炉其主要元件是热超导管热超导管是将热阻几乎为零的无机物传热工质超导液装入金属管中后密封而成的传热用管.热超导管的传热速度非常快导热系数极大最高的导热系数可达相同表面积银材料的倍.因此在整个导热过程中热超导管的表面呈现出无热阻、等温传递的特性(即热超导性)而且热量在通过热超导管传递实现交换的过程中具有极高的热转换效率. 换热器用热超导管制成的换热器(余热锅炉)与传统的列管式换热器相比具有下述优点:①传热效率高理论上可达实际使用一般可达以上.②设备性能稳定使用最长的有a了几乎免维护.③结构紧凑体积小减少金属用量~.④设备使用寿命长.因为单根热超导管损坏或失效对传热影响不大也不会造成种换热介质掺混不会影响正常生产在传热过程中无机物工质提高了管壁温度避开了酸露点腐蚀温度大大减小管壁的腐蚀量.⑤不易积灰维修工作量小.热超导管在换热器内错开、非等距布置使得烟气在通道中处于紊流状态可实现自清灰.工艺及主要设备设施工艺流程见图.根据技术分析和计算决定在目前台蒸汽锅炉的出口烟道上各安装套超导节能装置(余热锅炉)与蒸汽锅炉对应三用一备把软化水箱的冷水(℃)通过台大流量、低扬程的水泵流经余热锅炉冷水经换热后温度升高(℃以上)再流回另一个热水箱.热水箱的热水经水泵(利用原来的)提升后送往除氧器除氧因此时温度已升高至℃以上可大大减少除氧器的耗气量从而节省柴油耗量.超导节能装置(余热锅炉)LQRH套:超导热管元件φ*型单头带翅片水箱及外壳材料:#锅炉管δ冷扎钢板重量:t台.热水泵(进口)套:功率N=kW台扬程H=m流量mh.控制系统套:①显示装置.包括超导换热装置进水泵前后压力表VF只超导换热装置进、出口双金属温度计只用以计量换热前后水的温差超导换热装置前后烟道双金属温度计只用以换热前后烟气的温差热水管温度数显及传送装置套把温度送往m远的集控室除氧器进水总管智能流量计(~mH)套计量经换热的水流量热能表套用以计量通过该换热器后回收的热能.②集控柜套用于控制室集中控制.收稿日期:作者简介:蒋开国()男湖南武冈人注册造价工程师、注册监理工程师、一级建造师工程师主要从事项目管理研究.蒋开国:锅炉烟气的余热回收与利用第卷图工艺流程图图运行中的余热回收设备换热后效果实测项目见表.该超导余热回收装置与其他节能产品比较优点明显.性能比较见表.表实测数据序号项目比较烟气温度℃软化水温度℃日柴油平均耗量t回收热能(平均每小时)kJ换热前无换热后×表性能比较效果对比超导余热回收装置列管式余热回收装置传统节煤器节能效果以上以下~烟气阻力无无有产品寿命a烟气回收率以上左右热污染忽略不计较严重严重经济效益分析烟气中显热①计算每台锅炉排放烟气的质量(近似于空气计算).因为kmol空气质量为kg占据标准m的容积所以G=()×=kgh.②计算温度差.tm=()=℃.③计算Cpm.因为Cpm=tm所以Cpm=×=kJ(kgK).④计算kg烟气释放的热能.q=Cpm(tt)=×=kJkg.⑤计算每台锅炉排放的烟气释放的显热(温度下降).Q=G×q即Q=×=kJ.则可回收的显热为(取回收率)kJ×=×kJ.烟气中潜热计算kg柴油燃烧后产生水蒸气的质量以长岭炼油厂的柴油为例其体积成分为:CH:CH:CH:.经测算:kg柴油燃烧后含有的水蒸气的质量为:kg耗氧:kg.每台锅炉烟气中水蒸气含量台锅炉工作每天耗油t则每台锅炉每小时耗油:×÷÷=kg烟气中水蒸气含量(h):×=kg.计算可回收到的潜热根据经验参数释放率可达~取每千克水蒸气所带的焓值为:kJ烟气中所含的潜热(h):×=×kJ则回收潜热Qc=××=×kJ.计算可回收到的热能通过超导回收装置每台锅炉每小时可回收到的热能为:××=×kJ考虑到管道及热水箱的热量损失可完全利用的热能为:××湖南城市学院学报(自然科学版)年第期=×kJ.换热后软化水上升温度据调查目前开台锅炉除氧器耗水量为th台为th则每台锅炉的平均补水量为th软化水上升温度:因为Q=G×C×Tm其中水的比热C=kJkg所以Tm=×÷×÷Tm=℃.这与实测值=℃相吻合.节省的费用计算节省的油耗通过超导节能装置每天回收到的热能为(按平均台锅炉全年运行考虑).Q=×××=×kJ.燃烧kg柴油产生的热能为kcal.并已知锅炉运行热效率为每天可节省柴油:Gq=×÷÷=×kg≈t.每年可节省柴油Gy=td×d=t≈t.计算节省的费用年市场上#柴油为元t则可节省费用:×=(万元).投资回收期分析项目投资:采用进口余热锅炉进口水泵等项目投资在万元左右运行费用:项目运行费用主要为水泵等的电费年费用为万元静态投资回收期:()=(a)≈(个月).余热利用方式与环保贡献余热利用方式.提高燃气热水锅炉的回水温度提高燃气蒸汽锅炉的给水温度将自来水直接加热为生活用热水提高燃气设备的送风温度.在环保方面的贡献.本设备除了可大幅度节约能源外由于冷凝的作用排入大气的有害物质也将大为减少.正常的情况下柴油燃烧后的烟气成份有一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、氮气、氮氧化物、硫化物、烟尘等.据科学测定烟气冷凝后排入大气的有害物质减少量如下:二氧化硫减少水蒸气减少一氧化碳减少烟尘减少氮氧化物减少二氧化碳减少.因此利用本技术除了节能外排烟将更加符合环保要求.另需说明的是据实际测定烟气冷凝后形成的冷凝水pH值在左右略呈酸性因城市污水为碱性故冷凝水排入城市污水系统不会形成危害但以排入工厂废水处理系统处理为佳.结论该余热回收装置经在LG和友文槟榔及河北、天津广泛使用效果显著笔者经多次的理论计算及实际运行并与国内外专家研究在以下方面进行了改造效果更佳.采用卧式加强型增加烟道截面积可延长热交换时间促使烟气中水蒸气冷凝采用热管加翅片增加了热交换面积截面为个偏心圆既保证了强度更便于冷凝水及时排放且没有了烟气及热水死角产生避免了弱酸腐蚀在烟道内增加了横热管提高了换热效果在水箱和烟道内增设隔板改变烟气和水的流向让烟气中水蒸气充分冷凝以释放潜热在侧面设计有吹灰口可定期通入高压空气进行除灰防止结垢在经营方式上也增加国际上流行的BOT方式.参考文献:王补宣热工基础M北京:高等教育出版社,北京市环境保护科学研究所三废处理工程技术手册K北京:化学工业出版社,GB,工业金属管道工程施工及验收规范SRecovertheWasteHeatfromBoiler’sSmogJIANGKaiguo(HunantheThirdEngineeringCompany,Changsha,Hunan,China)Abstract:Atpresentthelettingsmogtemperatureoftheboilerisabout℃Asaresultofamassofheatenergyisletintotheatmospheredirectly,itbecomesoneofthechiefcriminalsmaking“thecityheatingislandeffect”AnditmakesnotonlywastelargeenergybutalsoaffectsenvironmentTherefore,theapplicationoftheremainingheatoftheboiler’ssmogwillbringgreatsocietyandenvironmentandeconomicbenefitTheauthorengagesinthefuel,studyandextendingoftheuseoftheremainingheatoftheboiler’ssmogformanyyearsHerewithhegivesanexampleoffuelsteamboilerofLGPHILIPSXingshafactoryKeywords:Recoverwasteheatofsmogsuperconductmaterialremainingheatofboilersaveenergy(责任编校:陈健琼)

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