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余热利用解决方案

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余热回收方案

余热回收方案

时间:2016-02-25 17:41来源:居峰环保 作者:佚名 点击:
 

1. 概述

1.1. 工程承揽方简介

××换热设 备有限公司下设空气冷却器、余热回 收装置以及锅炉压力容器类产品制造三个事业部。公司拥 有一支经验丰富的从事换热节能和机电设备设计的专家队伍,其中高级职称人员8名,中级职称人员16名,同时长期聘请北京、天津地 区大学教授及科研单位专家12名作为技术顾问,同时招 收了一批近年毕业的大学毕业生并长期聘用,形成了一支新老结合,校企结合,具备雄 厚技术实力的研发队伍。经过多年努力,公司取 得了大量的科研成果,获得了 多项省部级科技进步奖和节能奖,有多篇 学术论文发表在国内期刊和全国热管会议上,在全国 同行业居领先地位。公司更 具备国内一流的生产设备和过硬的生产人员队伍。

2. 工程主体工艺

2.1.原始参数

序号 项目 参数 备注
1 烟气量 23926Nm3/h  
2 排烟温度 150度  
3 经换热器后温度 130度  
 
热负荷
1、供暖负荷

序号 项目 参数 备注
1 办公 1100㎡  

2.2. 主要执行标准与规范

《蒸汽锅 炉安全技术监察规程》
《压力容 器安全技术监察规程》
JB/T1620-1993《锅炉钢结构技术条件》
JB/T1613-1993《锅炉受 压元件焊接技术条件》
JB/T3375-2002《锅炉原材料入厂检验》
JB/T1615-1993《锅炉油 漆包装技术条件》
JB/T4420 《锅炉焊接工艺评定》
JB1152  《锅炉和 钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》
JB/T4308-1999《锅炉产 品钢印及标记移植规定》
JB/T1611 《锅炉管 子制造技术条件》
《碳钢-水重力热管技术条件》
ZBG93010《高频电 阻焊螺旋翅片管》

2.3. 主要编制原则

本方案按照技术先进、工艺可靠、经济合 理的原则确定技术方案,结合本 工程的具体情况,编制报 告重点遵循下述原则:
(1)遵守国 家提倡节约能源的有关标准、规范和政策,如《节约能源法》,《节能减 排综合性工作方案》等。
(2)采用高效、运行稳定、管理成 熟的换热工艺和技术。
(3)根据行业的具体情况,综合运用导热、对流、辐射等传热原理,采用适 宜的强化传热手段,通过优 化设计达到最佳的传热效果
(4)在符合 上述条件情况下采取投资最少、运行费用最低的方案。
(5)系统管理和维护方便,工程设计优雅美观,与周围环境和谐统一。

2.4. 设计要求

换热设 备换热量满足取暖热负荷。

3. 技术简介

3.1热管及 热管换 热设备原理及特点介绍

3.1.1热管
热管起 源于二十世纪六十年代的美国,1967年一根不锈钢-水热管 首次被送入地球卫星轨道并运行成功。热管理 论一经提出就得到了各国科学家的高度重视,并展开 了大量的研究工作,使得热 管技术得以很快发展。热管技 术开始主要用于航天航空领域,我国自二十世纪70年代开 始对热管进行研究,自80年代以 来相继开发了热管气-气换热设备、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器、高温热 管热风炉等各类热管产品。由于碳钢-水两相 重力式热管结构简单、价格低廉、制造方便、碳钢-水相容性的基本解决,使得此类热管在动力、化工、干燥、建材等 领域内得以广泛应用。
重力式 热管的基本工作原理如图表1所示,典型的热管由管壳、外部扩展受热面、端盖组成,将管内抽成1.3×(10-1~10-4)Pa的负压 后充入适量的工作液体,然后加以密封。

图表 1 热管传热原理简图
当热管 的蒸发段受热时热管内的工质蒸发汽化,蒸汽在 微小压差下流向冷凝段放出热量凝结成液体,在重力 的作用下流回蒸发段。如此循环不已,热量就 由一端传到了另一端。
热管具有以下优点:
1) 超强的导热性:导热速度快、强度大、效率高,导热速度可达到音速。 
2) 良好的等温性:良好的 等温性使热管在很小的温差下,传递很大的热通量,传热阻力小。
3) 热流密度可变性:热管可 以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积,即以较 小的加热面积输入热量,而以较 大的冷却面积输出热量,或者热 管可以较大的传热面积输入热量,而以较 小的冷却面积输出热量。
4) 安全可靠性:不存在管内超压,不怕干烧。液体工质汽化后,热管的 内压不随温度的变化而变化。
5) 环境的适应性:不受环境的限制,热管可 根据环境的需要而单独设计。
6) 应用领域广:超导热 管形状具有更大的灵活性,更广泛的应用领域,能适应 各种恶劣的工作环境。
3.2.2热管换 热设备原理及特点
热管换 热设备的主要传热元件是热管,多根热 管按照一定的间距及排列成束组装在管箱内,中间被 隔板分隔为加热端和放热端。热管换 热设备的工作原理如下图所示:高温烟 气横向冲刷热管加热端,高温烟 气通过热管后温度下降,热管吸 收烟气余热并将热量传导到热管的放热端。冷水在 循环泵的动力下横向冲刷热管放热端,热管释 放由加热端传导过来的热量将水加热,冷水通 过热管后被加热成热水。
 
 
热管余 热回收系统的优点:
1) 安全可靠性高:常规的 换热设备一般都是间壁换热,冷热流 体分别在器壁的两侧流过,如管壁或器壁有泄露,则将造成停产损失。热管余 热回收器则是二次间壁换热,即热流 要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体。
2) 热管余 热回收器传热效率高,节能效果显著。
3) 热管余 热回收器具有良好的防腐蚀能力:热管管 壁的温度可以调节,可以通 过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点之上,从而可防止露点腐蚀,保证设备的长期运行。由于避开烟气露点,使灰尘 不易粘结于肋片和管壁上。同时热 管在导热时会产生自振动,使灰不 易粘附在管壁和翅片上,因而不会堵灰。
4) 安装及结构布置灵活:热管余 热回收器的安装无需改变原工艺系统,结构设 计和位置布置非常灵活,可适应 各种复杂的场合。
5) 使用寿命长:使用寿命在10年以上,单根热管可拆卸更换,维护简单成本低。
6) 投资回收期短:一般在 六个月至一年就可回收全部投资。

4.技术方案

4.1. 热负荷计算

4.1.1.水暖热负荷计算
1)采暖系统
办公室采暖:
采暖面积1100㎡,按照80w/㎡计算
则直接采暖热负荷为88kw。
2) 热力管网热损失
热力管网输送距离300m,保温管道的热损失为35w/m,管道整体热损失为10.5kw,总计热负荷98.5kw,考虑15%的余量 换热设备的换热量≥113.275kw。
换热设备进水温度70℃,出口温度80℃计算,每小时需用热水量为12t/h。

4.2. 烟气热量计算

4.2.1 基本烟气参数
烟气量:23926Nm3/h。
烟气温度:150℃;
4.2.2烟气热负荷计算
       =23926×0.315×(150-130)
       =150733大卡
      =175kw

5.主要设备技术参数

5.1  换热设备技术参数

1、换热设 备的材质要求和制作工艺
钢管选25mm×2.5mm的无缝钢管,材质为20#(国标GB3087-2008)。
翅片与 钢带的焊接要求高频焊接,焊着率≥95%。

2、技术指标
热管气-水换热设备(1台)

烟气量 23926Nm3/h
换热设 备入口烟气温度 150℃
换热设 备出口烟气温度 130℃
换热设备换热量(KW) 179.4
热水水量 15t/h
冷水入口温度 70℃
热水出口温度 80℃
烟气侧阻力(Pa) 150pa
外形尺寸(m)(w×L×H) 见设备外形图

6.经济效率分析

煤的发热量5000大卡/时,燃煤价格:800元/吨
1) 供暖节煤
供暖5个月,系统每天工作24小时,每小时节煤量:175÷1.163X1000÷5000/0.8=37.62KG,则全天节煤量为:37.62X24÷1000=0.903吨.供暖期按150天计算,节煤量为:0.903X150=135.45吨。节约资金为10.836万元。
2) 人员工资

7.设备报价表

项目 数量 单台价格(元) 总计(元)
热管换热器 1 45000 45000
合计 大写:肆万伍仟元整(45000元)

 

 
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