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余熱氣氣換熱器
發表時間:2011-02-18 瀏覽:6843



一、方案簡介

    本方案主要是采用熱管換熱器,對熱風爐出口煙氣進行余熱回收。回收的熱量夏季用于給蒸汽鍋爐的給水進行預熱,冬季用于辦公樓采曖。
    熱風爐出口的煙氣為260℃左右, 煙氣量約為25000m3/h。 經過熱管換熱器,冬季煙氣溫度可以降至140℃左右,回收的熱量約為595kw,如果辦公樓供暖面積熱指標按58—81w/m2計,約可供7000—10000平米的采曖用熱; 夏季熱風爐的煙氣經換熱器后, 煙溫可降至120℃左右,可回收的熱量約680kw左右,可以將鍋爐的13t/h給水, 由15℃提高到63℃左右, 如果考慮10%的散熱損失, 也可以使鍋爐的給水提高到58.5℃。熱管換熱器安裝于熱風爐出口與引風機進口之間。
    由于換熱器的水程為常壓容器,其所承受的壓力不得超過1kg/cm2.所以在給鍋爐水預熱時,只能先由泵將鍋爐水注入膨脹水箱,然后鍋爐用水靠靜壓經換熱器、管道流回儲水池。這樣水泵的起停就要依據膨脹水箱的水位進行控制,如果鍋爐水的回程流量與水泵流量不匹配,會造成水泵產頻繁啟動。所以鍋爐水的回程流量控制很關鍵。


二、鍋爐給水預熱對鍋爐運行影響的分析

    鍋爐給水溫度升高,會影響到省煤器的換熱,使省煤器的出口煙溫有所升高從而會進一步影響到空預器,使排煙溫度有所升高。
    在鍋爐給水溫度升高時,假定省煤器進口的煙溫保持不變,因為省煤器進口的煙溫及空預器進出口的煙溫變化相對不是很大,省煤器,空預器中煙氣流速的變化也不會很大,所以可以假定省煤器及空預器的傳熱系數不因鍋爐給水溫度的變化而變化,省煤器及空預器的換熱量僅取決于冷熱流體的對數傳熱溫差。
    根據以上假定,采用某一代表性燃料(Cp=51.5, Hp=3.37, Op=4.87, Np=0.58, Sp=0.79, Wp=6.5, Ap=32.39, Vp=38.5, Qdw=19720kj/kg),分別按鍋爐給水溫度為18℃和59℃,對鍋爐進行校核計算,結果如下:

名    稱

單  位

給 水18℃

給 水59℃

實際運行情況

蒸發量

T/h

13

13

13

給水流量

T/h

13

13

13

給水溫度

18

59

自然溫度

省煤器出口水溫

107.1

134.3

107

省煤器入口水溫

396

396

396

省煤器出口煙溫

207

226.4

207

排煙溫度

153

167.3

153

空預器入口風溫

30

30

自然溫度

空預器出口風溫

103.9

112

105

排煙損失

%

7.53

8.4

 

化學未完全燃燒損失

%

0.5

0.5

 

機械未完全燃燒損失

%

8

8

 

散熱損失

%

2.3

2.3

 

灰渣物理熱損失

%

0.64

0.64

 

鍋爐效率

%

81.02

81.15

 

燃料總消耗量

Kg/h

2214

2097

 

計算燃料消耗量

Kg/h

2037

1929

 

從以上的結果可以看出,給水溫度升高,雖然排煙溫度會有所提高(由153℃升高到了167.3℃),但鍋爐的燃煤量仍降低了117kg/小時,折合成標煤為78.7 kg/小時。
    同時由于鍋爐給水溫度的升高,會使省煤器的壁溫有所升高,從而減輕省煤器的腐蝕。

三、經濟效益分析

1. 余熱采曖節約的燃料費用
    冬季采曖利用余熱,可回收的熱量為595 kw,如果該部分熱量由鍋爐提供,假定鍋爐的效率為80%,則每小時消耗的燃料為:B=595×3600/(0.8×29308)=91.4kg標煤/小時,以每年的采曖時間為2500小時計,每年節約燃料為228.5噸標煤。按每噸標煤500元計,每年采曖節約的燃料費為11.43萬元。
    2. 預熱鍋爐給水節約的燃料費用
    根據前面的計算,可知,余熱用于預熱鍋爐的給水,每小時可節約的燃料為78.7kg標煤,假定每年給鍋爐給水預熱的時間為5500小時,每年節約的燃料為432 .9噸,節約燃料費為21.6萬元。
    3. 換熱器煙側阻力導致引風機電費增加值
    未加熱換熱器時,引風機的流量為25000m3/h,假定引風機的全壓為450Pa。加換熱器后,引風機的流量為25000×[(273+140)/(273+260)]=19371m3/h,引風機全壓為450+150=600 Pa。 假定引風機的效率為75%。加換熱器后引風機耗電增加值為N=(19371/3600)×600/0.75-(25000/3600) ×450/0.75=138w=0.138kw,以每年運行8000小時,電價:0.8元/kw.h計,每年電費增值為:0.138×8000×0.8=883元。
    4. 預熱鍋爐給水用泵每年所需電費
    泵IS80—65—125的軸功率約為4.0 kw。泵每年所耗電費為4.0×5500×0.8=17600元。
    根據以上的核算可知:采用本方案對熱風爐的煙氣進行余熱回收利用,每年產生的經濟效益約為31萬元。

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