发电机余热回收方案20150114

连接 型式 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰
阀门 状态 常开 -常开 常开 常开 常开 常开 常开 -常开 常开 常开 常开
阀门位置
水罐出口 水泵前 水泵前 水泵后 水泵后 水泵前 水泵后 水泵后 板交前 板交前 板交后
设备进口水温调节阀前 板交进出口间
V14 设备进口水温调节阀组
注：以上价格不包含基础费用。
总价
26.67
3.33 4.44 5.56 3.89 0.78 0.89 4.44 5.56 0.89 6.67 1.67 1.67 66.44
备注
换热器厂
水罐厂 非标设计 普通品牌 上海风雷 上海富沃得 天津天仪 格兰富 上海自仪 上贤阀门
为配合整个系统完成，需要排烟余热利用系统安装工程安装如表 3。
10
管道工程安装另料另件
台
11
管道工程安装工资
台
小计:
5.5
三
保温_500 米
1
水管铝皮外保温
米
小计:
4.2
四
控制电缆及散热水泵电缆_370 米
D
高温水循环至外部控制柜
2
kvv450/750v3*1.5mm 控制电缆
米
3
kvv450/750v4*1.5mm 控制电缆
米
4
kvv450/750v2*1.5mm 控制电缆
球阀 球阀 截止阀 过滤阀 截止阀 截止阀 截止阀 截止阀 截止阀 调节阀 截止阀 截止阀 安全阀 截止阀 球阀 截止阀 调节阀 截止阀 截止阀 安全阀 截止阀 球阀 截止阀 调节阀 截止阀 截止阀 安全阀 截止阀 球阀 截止阀 调节阀 截止阀 截止阀 安全阀 截止阀 球阀
DN50 DN100 DN125 DN50 DN25 DN25 DN50 DN125 DN125 DN125 DN50 DN15 DN50 DN50 DN50 DN65 DN40 DN65 DN15 DN50 DN50 DN50 DN65 DN40 DN65 DN15 DN50 DN50 DN50 DN65 DN40 DN65 DN15 DN50 DN50 DN50 DN65 DN40 DN65 DN15
的型式是采用高效换热组件——翅片管，烟气在管外冲刷受热面，管内水流 进行流动换热，为满足最大负荷需要，按照锅炉额定出力计算（低负荷时更 加可以满足要求），设计参数如下：
换热器类型： 翅片蛇形管强制循环烟道式气水换热器； 工作压力： 0.1MPa； 进水温度： 70℃； 出水温度： 90 ℃； 最大水流量： 18.8t/h(单台)； 烟气最大流量：0.97kg/s（单台）； 进口烟温： 530℃； 出口烟温： 120℃； 换热器受热组件型式： 翅片管； 管子材料： 20g
V304
#3 调节阀组
V305
#3 安全阀
V306 #3 换热器出口截断阀
V307 #3 换热器出口放气阀
V401
#4 调节阀组
V402
#4 调节阀组
V403
#4 调节阀组
V404
#4 调节阀组
V405
#4 安全阀
V406 #4 换热器出口截断阀
V407 #4 换热器出口放气阀
截止阀 截止阀 截止阀 截止阀
V106 #1 换热器出口截断阀
V107 #1 换热器出口放气阀
V201
#2 调节阀组
V202
#2 调节阀组
V203
#2 调节阀组
V204
#2 调节阀组
V205
#2 安全阀
V206 #2 换热器出口截断阀
V207 #2 换热器出口放气阀
V301
#3 调节阀组
V302
#3 调节阀组
V303
#3 调节阀组
500kW 燃气发电机组 排烟余热利用节能方案
上海交通大学 上海汇闵能源科技有限公司
2015-1
一、概述 4 台 500kW 燃气发电机组，冬天运行 3 台，夏天运行 4 台，发电机排烟
温度 530℃，流量 2200~2700Nm3/h，希望利用排烟余热从 70℃循环加热至 90℃， 通过板交将加热厌氧罐水从 50℃加热至 70℃，水流量为 55t/h。
式
10
排烟管安装工资
式
小计:
8
二
水系统部分_370 米
1
冷却水管 DN125（无缝管）
米
2
冷却水管 DN65（无缝管）
米
3
管道配件 DN125（弯头）
个
4
管道配件 DN65（弯头）
个
5
法兰 DN65 (配垫片螺丝）
付
6
法兰 DN125 (配垫片螺丝）
付
7
管道槽钢支架 10#
米
8
油漆二度
式
9
试压冲洗
式
V15
板交旁通阀
Hale Waihona Puke Baidu
V16
水罐进口阀
V17
水罐补水阀
V18
液位计截断阀
V19
液位计截断阀
V20
水罐放水阀
V21
板交入口过滤阀
V22
板交入口截断阀
V23
板交出口截断阀
V24
换热器系统放水阀
V25
液位计放水阀
V101
#1 调节阀组
V102
#1 调节阀组
V103
#1 调节阀组
V104
#1 调节阀组
V105
#1 安全阀
出，保证系统安全；
4、 换热器控制系统设有超温保护功能，一旦由于设备故障导致温度升
高自动切换至旁通烟道，没有安全方面的隐患；
七、系统投入运行后验收标准： 55t/h 水从 70℃加热至 90℃（排烟温度不小于 530℃，烟气量 2700Nm3/h，
3 台燃气发电机组）。
八、阀门清单
阀门 编号 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13
阀门名称
水罐出口阀 水泵入口过滤阀 水泵入口截断阀 水泵出口止回阀 水泵出口截断阀 水泵入口截断阀 水泵出口止回阀 水泵出口截断阀 板交入口过滤阀 板交入口截断阀 板交出口截断阀 设备进口水温调节阀组 设备进口水温调节阀组
阀门类型
球阀 过滤阀
球阀 止回阀 截止阀
球阀 止回阀 截止阀 过滤阀 截止阀 截止阀 截止阀 调节阀
图 1 烟气－水换热器侧视图 从系统设计出发，需考虑以下几点： 1） 增加了换热器后势必造成烟道阻力增加，但发电机组背压较大可以
忽略； 2） 方案中烟气侧采用旁通烟道的方式，如果系统出现问题时切换至旁
通烟道，大大提高系统的可靠性。 综合以上几点，提出方案系统流程图见附图 1。
四 、技术保障 针对以上的方案，对增加系统带来的风险进行分析。 1、排烟阻力的增加。系统中增加换热器势必会增加排烟的阻力，但主系统
设备进口水温调节阀后 板交进出口间 水罐进口 水罐补水口
水罐补液位计接口 水罐补液位计接口
水箱底 板交前 板交前 板交后 水泵出口最低处 液位计下 #1 换热器调节阀入口 #1 换热器入口 #1 换热器调节阀出口 #1 换热器调节阀进口间 #1 换热器出口 #1 换热器出口 #1 换热器出口 #2 换热器调节阀入口 #2 换热器入口 #2 换热器调节阀出口 #2 换热器调节阀进口间 #2 换热器出口 #2 换热器出口 #2 换热器出口 #3 换热器调节阀入口 #3 换热器入口 #3 换热器调节阀出口 #3 换热器调节阀进口间 #3 换热器出口 #3 换热器出口 #3 换热器出口 #4 换热器调节阀入口 #4 换热器入口 #4 换热器调节阀出口 #4 换热器调节阀进口间 #4 换热器出口 #4 换热器出口 #4 换热器出口
米
8
kvv450/750v4*2.5mm 控制电缆
米
小计:
3.5
合計
21.2
五
施工管理费
3
六
总计
24.2
七
税金（提供 17%增值税发票）
4.2
各项总合计(RMB)
28.4
六、方案技术特点 针对燃气锅炉排烟进行余热回收加热软水的方案具有以下特点： 1、 系统主要换热设备采用最为通用的烟道式翅片蛇形管换热器，与其 它类型换热器（如管壳式、热管式、板翅式等）相比具有安全可靠、 加工工艺简单、适用性广、阻力小、结构紧凑、布置方便等诸多优 点，被广泛用于气液换热的场合。以下是几种型式换热器比较。
算，见表 1。
表 1 余热回收热力计算表
参数
单位
数值 1 数值 2
1
发电功率
kW
500
500
2
热功率
kW
1250
1250
3
天然气热值 kcal/m3 8600
8600
4
天然气量
m3/s
0.035
0.035
5
理论空气量
m3/m3 9.556
9.556
6
烟气氧量
%
9.233 11.470
7 过量空气系数
法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 螺纹 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰 法兰
常开 常闭 常开 常开 常开 常开 常闭 -常开 常开 常闭 常闭 常开 常开 常开 常闭 -常开 常开 常开 常开 常开 常闭 -常开 常开 常开 常开 常开 常闭 -常开 常开 常开 常开 常开 常闭 -常开 常开
二、节能方案可行性分析
1、 将烟气加热锅炉给水是完全可行的，考虑到传热温差，可以将给水
加热，但在系统中要保证加热给水的连续流动；
2、 换热器在烟道上的阻力小于 400Pa 对系统不会产生影响（发电机组
背压很大），设计中可以不考虑换热器增加的阻力；
计算中按两种不同的烟气含氧量计算，其他部分参数根据经验取值，据此计
1.785
2.204
8
空气量
kg/s
0.764
0.943
9
烟气温度
℃
530
530
10
烟气量
kg/s
0.788 0.968
11
烟气密度
kg/m3 0.439 0.439
12
烟气流量
m3/h 6471.760 7943.284
13
烟气流量
Nm3/h 2200.237 2700.519
14 烟气出口温度
℃
五、设备清单及成本分析
换热器本体部分上面已经进行介绍，为配合整个系统完成，需要设备和安
装清单如表 2。
表 2 设备和安装清单及费用（万元）
序号
1
2 3 4
项目名称 换热器本体 (含支架) 板式换热器 缓冲水罐 控制系统
5
电动执行器
6
锅炉给水泵
7
测温热电阻
8
阀门
9
现场服务费
10
税金
数量
规格
4
2700Nm3/h 530℃烟温降至 120℃
120
120
15
烟气比热
kJ/(kgK) 1.1
1.1
16
烟气放热量
kW 355.577 436.426
17
进水温度
℃
70
70
18
出水温度
℃
90
90
19
水量
t/h
15.287 18.763
20
台数
3
3
21
总水量
t/h
45.861 56.289
三、方案主要设备及流程 根据换热流体的特点和制造、安装的便捷，该烟气－水换热器比较优化
表 3 排烟余热利用系统安装工程费用（万元）
序号
项目名称
单位
单价
总价
一
排烟管部分
1
排烟管钢管(4.0mm 厚自卷管）
米
2
排烟管弯头
只
3
排烟管大小头
只
4
排烟管铝皮外保温
米
5
槽钢 10#槽钢支架（消声器支架）
付
6
排烟管法兰垫片及螺丝
付
7
高温油漆 600 度
台
8
"U"型角钢(#5)
米
9
排烟管安装另料另件
背压较大，所以不会对主系统产生影响；在设备发生异常情况，可以随 时切换至原系统，保证锅炉系统的正常运行； 2、换热器泄漏。换热器发生泄漏等问题，漏出的水可以顺畅地自旁通烟道 排入地沟，对锅炉本体不会造成影响； 3、换热器腐蚀。由于管壁温度约 70℃，烟气的露点温度在 60℃左右，所以 管子不会结露。
表 3 换热器选型比较
换热器类型
适用场合 加工工艺
成本
承压
烟道式翅片管式 气－液
一般
低
水侧高压
管壳式
液－液
一般
低
高压
热管式
气－气
复杂
高
低压
板翅式
气液、气气 复杂
高
中压
板式
液－液
简单
中
低压
2、 本方案充分考虑了增加设备对原系统的风险，可以在不停炉的状态
下随时切换至旁通烟道，大大增加系统安全性；
3、 系统配备冷凝水疏水系统，对冷凝水及管子泄漏引起水可以顺畅排
1 75t/h、放热侧 90-70℃、吸热侧 50-70℃
1
碳钢 10m3
1
1
PLC、触摸屏、控制柜等
1
水箱液位变送器（带磁翻板）
1
电磁流量计
4
旁通烟道挡板开关控制 600NM
2
CR64-2
16
PT100
1
详见系统图和阀门清单
1
1
（提供 17%增值税发票）
设备合计
单价
6.67
3.33 4.44 5.56 3.89 0.78 0.89 1.11 2.78 0.06 6.67 1.67 1.67
Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16
阀门 口径 DN125 DN125 DN100 DN100 DN100 DN100 DN100 DN100 DN100 DN100 DN100 DN50 DN50
压力 等级 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16 Pn16