烟气余热回收换热器具体分析
烟气余热回收的体验与总结
烟气余热回收的体验与总结烟气余热回收是一种利用工业生产过程中产生的烟气中的热能进行能量回收的技术。
这种技术可以有效地提高能源利用效率,降低企业的能源消耗,减少对环境的污染。
在实际应用中,我有幸亲身体验了烟气余热回收技术,下面我将结合我的体验和总结来谈谈对这项技术的认识。
烟气余热回收技术的应用范围非常广泛。
无论是电力、化工、冶金、石油、钢铁等行业,都可以通过烟气余热回收来提高能源利用效率。
我所了解的一个案例是一个钢铁企业,他们通过回收炉烟气中的余热,将其转化为蒸汽,用于发电和供热,从而实现了能源的循环利用,大大降低了能源成本,提高了企业的竞争力。
烟气余热回收技术的效益非常显著。
通过回收烟气中的余热,企业不仅可以大幅度降低能源消耗,还可以减少二氧化碳等温室气体的排放,对环境保护起到了积极的作用。
据统计,一个钢铁企业通过烟气余热回收技术每年可以节约数百万吨标准煤,减少几十万吨二氧化碳排放。
这样的效益不仅可以为企业带来经济效益,还可以为社会和环境做出贡献。
烟气余热回收技术的应用过程相对简单。
一般来说,烟气余热回收系统由余热锅炉、余热换热器、余热管道等组成。
烟气经过余热换热器后,释放出的热能可以用于加热水或蒸汽的产生,然后再用于生产和供应。
在实际应用中,只需要对这些设备进行合理的布局和管道连接,加上一些控制系统的设置,就可以实现烟气余热的高效回收。
然而,烟气余热回收技术也存在一些挑战和问题。
首先,由于不同行业和企业的生产工艺和烟气特点不同,烟气余热回收系统的设计和改造需要根据实际情况进行定制化。
这对于技术人员的专业能力和经验要求较高。
其次,烟气余热回收系统的运行和维护需要一定的技术支持和人力投入。
如果没有专业的技术人员进行维护和管理,可能会导致系统不稳定,甚至出现故障。
烟气余热回收技术是一项非常有前景和潜力的能源节约技术。
通过回收烟气中的余热,可以提高能源利用效率,减少能源消耗,降低企业的生产成本。
同时,烟气余热回收也是一项环保的技术,可以减少温室气体的排放,保护环境。
低品位烟气余热回收换热器热力学研究
低品位烟气余热回收换热器热力学研究发布时间:2021-08-31T17:25:14.740Z 来源:《城镇建设》2021年12期作者:韩广怡[导读] 余热回收过程中所出现的冷凝现象会影响处理效果,并且冷凝期间的局部热流率以及熵韩广怡惠生工程(中国)有限公司北京分公司北京市 100032摘要:余热回收过程中所出现的冷凝现象会影响处理效果,并且冷凝期间的局部热流率以及熵产率显著增加,在本次研究中,在总结其中的理论基础之后,结合研究结果对低品位烟气余热回收换热器的热力学特性展开分析,总体而言,本文所研究的结果对于低品位热回收换热器的优化具有指导作用,值得关注。
前言:烟气;热回收换热器;热力学特征前言:现阶段锅炉烟气会释放大量余热,不仅造成了环境污染,也引发了严重能源浪费,而烟气余热回收技术能够实现能源的回收利用,对碳减排有较大意义。
从现有技术发展情况来看,低品位的热回收效率较低,但是依然具有广阔应用前景,可以为烟气余热回收热交换器的功能完成提供支持,值得关注。
1.低品位烟气余热回收的理论基础低品位热量是指品味低、浓度小不被人们重视的热量,余热回收装置可以显著提高此类能源利用率,具有深远影响。
在换热器中,烟气在内管中向下流动,而冷却水会在外管向上流动,在这个力学过程中,可将整个结构划分为多个长度单元[1]。
在本次研究中,做如下假设:1.壁面向环境无热量传递,2.烟气温度低于露点时会出现冷凝现象,3.在不考虑壁面阻力因素,则质量平衡与热量之间的关系可以按照公式①进行描述。
公式①在公式①中,U为烟气传热系数;T为温度;b为体积系数;g为烟气;为传质系数;为潜热;为摩尔系数;v为蒸汽;为界面参数。
在热回收效率计算中,可以根据模拟烟气在出口的温度数据展开验算,根据烟气损失的热量来识别其中的热量损失情况。
所以在低品位烟气热力学特征识别中,可以针对其中的损失的热量展开验算,则有公式②。
公式②在公式②中,为进气口的温度,单位为“℃”;为出气口的温度,单位为“℃”;代表气体比热容,单位为“kJ/(kg·℃)”;t代表循环一次需要花费的时间,单位为“min”;v为蒸汽;为气体密度,单位为“kg/m3”。
电厂烟气余热回收换热器比较
电厂烟气余热回收换热器比较电厂烟气余热回收换热器比较1.前言当前节能已经成为能源行业的一个共同话题,而余热资源的回收和利用亦是节能的重点话题。
而作为耗能大户的发电企业,更是有大量的余热无法得到有效回收和利用,被白白浪费。
其中,烟气热损失是各项热损失中最大的一项,一般在5%~8%之间,占锅炉总热损失的80%或更高。
因此急需寻找一条科学的烟气回收途径,使烟气中的余热得到高效的回收利用,降低能耗,同时对于我国实现节能减排、环保发展战略也具有着重要的现实意义。
而在余热回收中不可或缺的装置便是换热器,所以,一直以来余热回收利用换热器的强化传热技术就备受世界各国的关注,使得新型高效节能的换热器层出不穷。
自20世纪60年代起国外便开始实验与研究热管换热器技术,在80年代开始了方形板片板壳式换热器的使用,而我国自1985年起,开始引进国外的“烟气深度冷却余热利用”技术,引发了国内烟气回收余热利用换热器的研究。
进入21世纪后,针对行业中的关键技术,国内制造商加大了研究力度和投入,并且随着国内材料技术、外扩展受热面技术及火电行业整体技术水平的提高,我国烟气余热利用换热器制造开始进入技术创新和突破的新时期。
制造和运用更加先进的换热器,更加高效地回收余热,减少能耗,合理高效地利用有限的资源,已成为一个重要的课题。
2.换热器的介绍与工作原理换热器在电厂烟气余热回收中的利用十分普遍,目前国内外的余热回收装置主要有:板式换热器、GGH换热器、热管换热器、热媒体换热器、低压省煤器等,介绍及工作原理如下:2.1、板式换热器板式交换器,在表面上具有一定的波纹,并且由许多金属片叠装而组成的一种换热器,这一种换热十分新型亦十分高效。
这一种换热器的每个金属板片间都有薄矩形通道,通过板片进行热量交换,可以通过结构来区分板式换热器,在电厂中使用的换热器主要分为两类①可拆卸板式换热器②焊接板式换热器,而第二种即焊接板式换热器中,在现在应用更加广泛的是全焊式板式换热器的换热板片,它以不锈钢为原材料,再通过特有的模具进行加工,压制而做成。
回收中的两相流换热器在锅炉烟气余热应用
回收中的两相流换热器在锅炉烟气余热应用摘要:涂山热电厂1#炉尾部烟道(130t/h)烟道增加一组两相流烟气换热器,在一次风道增加一组两相流空气换热器,利用两相流换热器将烟气中的热量置换到一次风中,改造完成后利用锅炉烟气可将12万Nm3/h的20℃冷空气加热为54℃热空气,减少锅炉燃煤量,提高锅炉效率约1.5%,年节约标煤1336吨。
关键词:两相流换热器、烟气余热回收、一次风预热改造。
引言涂山热电5X130t/h循环流化床锅炉经2008年在锅炉本体空间范围内对省煤器改造之后,排烟温度从180-198℃降低到平均149-158℃,扣除20℃的安全裕度后,距烟气露点(97℃)仍有30-39℃温差的余热可以利用;锅炉的一二次风均从空气中取,设计温度为20℃,通过锅炉原有空气预热器加热后送入炉膛,可以利用较低温度的空气吸收较高温度烟气中的余热来进一步提高锅炉效率,达到节能、降低成本的目的。
几种换热器在低温烟气余热回收中的应用比较2.1热管和热管换热器热管是一根两端密封,内部抽真空并充有工质的管子。
其一端(热端)被加热时,工质吸热蒸发并流向另一端(冷端),在那里将热量释放给管外的冷介质而冷凝,冷凝液流回热端,再吸热蒸发,如此循环,完成热量传递。
由于汽化潜热大,所以在一定的温差下能把大量的热量从管子的一端迅速传至另一端。
若干根热管组装起来放在箱体里,就成了热管换热器。
根据使用条件的不同,一般有液-气和气-气式换热器。
锅炉上广泛使用的热管式空气预热器属于气-气式换热器。
热管在烟气侧吸热,工质蒸发,到空气侧放热,工质冷凝。
由于是利用水的相变换热,所以热管空气预热器具有体积小、质量轻、效率高、传热温差小等优点。
但热管空气预热器在烟气低温段易腐蚀,高温段易爆管、长周期运行会产生不凝气使换热管失效、不能调节等缺点。
2.2水热媒空气预热器水热媒空预器主要由一台水热媒烟气换热器、一台水热媒空气换热器、二台热水循环泵(一开一备)及相应的循环水管道等组成,利用装置内现有除氧水作为热媒—中间热载体,建立一个闭式循环系统,吸收加热炉排放的烟气中的余热,加热助燃空气。
燃气装置烟气余热回收分析与设计
燃气装置烟气余热回收分析与设计随着全球节能减排意识的不断提高,燃气装置烟气余热回收技术备受重视。
在各种工业、能源等领域,大量的能源被消耗掉,并导致了大量的烟气排放。
如果能有效回收这些烟气所包含的余热,不仅可以降低能源消耗、减少烟气排放,同时也可以提高生产效率,从而实现经济效益和环境效益的双赢。
因此,燃气装置烟气余热回收已经成为一个热门领域,并且有很大的研究和应用价值。
一、燃气装置烟气余热回收的原理燃气装置烟气余热回收的原理是通过利用烟气中所包含的高温热能,实现热能的回收和再利用。
通常情况下,燃气装置中的烟气温度通常在300℃以上,局部甚至可以达到1000℃以上。
这就意味着,烟气中所含有的热能极为巨大,但如果不加以利用,这些热能就会直接排放到大气中,成为一种能源浪费,同时也会污染环境。
因此,有效地回收烟气中的余热就显得尤为重要。
燃气装置烟气余热回收的流程通常包括三个部分:烟气预处理、余热回收设备和余热回收利用。
二、烟气预处理烟气预处理的主要目的是减少烟气中的灰尘和硫酸盐等有害物质,从而保证余热回收设备的正常运行。
预处理的方法通常采用灰尘捕捉器和脱硫设备,灰尘捕捉器通常采用电除尘器、旋风分离器、过滤器等,脱硫设备采用湿法和干法两种方法,其中湿法更为常见。
三、余热回收设备余热回收设备的主要目的是将烟气中所含有的热能转化为热水或蒸汽等形式被再次利用。
目前,常见的余热回收设备包括换热器、蒸汽发生器和热能储存器等。
换热器是烟气温度下降的一个重要设备,其原理是利用烟气中的热能与其他工艺流体进行热交换,从而将烟气温度降至更低的温度。
根据换热方式的不同,换热器可以分为管壳式、板式、螺旋式、翅片式等多种类型。
蒸汽发生器可以将烟气中的蒸汽转化为热水或其他形式,从而做到更好的热能回收,减少烟气的排放。
一般情况下,蒸汽发生器的回收效率非常高,同时对于比较干净的烟气也有很好的利用效果。
热能储存器则是对大量的热能在存储和再利用方面的设计。
《基于烟气余热回收的蒸发冷凝型换热器性能研究及优化》范文
《基于烟气余热回收的蒸发冷凝型换热器性能研究及优化》篇一一、引言随着工业化的快速发展,能源消耗和环境污染问题日益突出。
为了实现可持续发展,提高能源利用效率并减少环境污染,各种节能减排技术应运而生。
烟气余热回收技术是其中之一,而蒸发冷凝型换热器作为烟气余热回收的核心设备,其性能的优化对于提高整个系统的能效具有至关重要的作用。
本文旨在研究基于烟气余热回收的蒸发冷凝型换热器的性能,并提出相应的优化措施。
二、蒸发冷凝型换热器的工作原理及结构特点蒸发冷凝型换热器是一种利用烟气中的余热进行热回收的设备。
其工作原理主要是通过在换热器内部设置特定的工质循环系统,使工质在换热器内部与烟气进行热交换,从而达到回收烟气余热的目的。
结构上,蒸发冷凝型换热器主要由换热管、工质循环系统、冷凝水排放系统等部分组成。
其中,换热管是核心部件,工质在管内循环并与烟气进行热交换。
此外,换热器还设有冷凝水排放口,以便及时排放冷凝水。
三、蒸发冷凝型换热器的性能研究(一)性能评价指标蒸发冷凝型换热器的性能评价主要依据其换热效率、能效比、压力损失等指标。
其中,换热效率是评价换热器性能的重要指标,它反映了换热器对烟气余热的回收能力;能效比则表示单位能耗下所能回收的热量,是评价换热器能效的重要指标;压力损失则反映了换热器在运行过程中的阻力大小。
(二)实验研究方法为了研究蒸发冷凝型换热器的性能,我们采用实验研究方法。
通过改变工质的流量、烟气的温度和流速等参数,观察换热器的换热效率、能效比和压力损失等指标的变化,从而分析换热器的性能。
(三)实验结果分析实验结果表明,蒸发冷凝型换热器的换热效率与工质的流量、烟气的温度和流速等因素密切相关。
在一定的工况下,存在一个最佳的工质流量,使得换热器的换热效率达到最高。
此外,烟气的温度和流速对换热器的能效比和压力损失也有影响。
当烟气温度较高、流速较大时,换热器的能效比和压力损失均有所增加。
四、蒸发冷凝型换热器的优化措施针对蒸发冷凝型换热器的性能特点及存在的问题,我们提出以下优化措施:(一)优化换热管结构通过改进换热管的结构,如采用具有更大表面积的螺旋翅片管或凹槽管等,可以增加工质与烟气之间的接触面积,从而提高换热效率。
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析方案
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析1、概述燃气锅炉作为主要的采暖设备,燃烧产生的烟气温度通常很高,这些烟气含有大量的显热和潜热,如果不经处理直接排放到大气中会造成能量浪费。
排烟温度越高,排烟热损失越大,一般排烟温度升高15~20 ℃,就会使排烟热损失增加1%,如果能将这部分热量回收利用起来,不仅节约能源,而且提高了锅炉热效率。
目前,烟气余热回收技术主要有两种:热泵式烟气余热回收技术和换热器式烟气余热回收技术。
热泵式烟气余热回收技术前期投资成本高,所需安装空间较大;换热器式烟气余热回收技术一般仅在锅炉尾部烟囱上加装烟气余热回收装置,但受被加热介质温度等方面的限制,处理后的低温烟气温度仍然较高,大部分水蒸气汽化潜热未被回收利用,造成能源浪费和环境污染。
由于天然气成分绝大部分为烃,燃气锅炉排烟中水蒸气的体积分数较高,烟气可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热所占份额相当大,若将烟气冷却到露点温度以下,并深度回收利用天然气燃烧时产生的水蒸气凝结时放出的大量潜热,可进一步提升燃气锅炉热效率。
2、冷凝热回收计算锅炉烟气显热的回收量主要体现在锅炉排烟的温降幅度,而潜热回收量主要体现在烟气中水蒸气的凝结量,即当排烟温度低于露点温度,有水蒸气凝结时,烟气的放热量应用烟气的焓差表示。
不同地区燃气成分不同,不同锅炉燃烧工况不同,所以燃烧产物即烟气的成分和状态各不相同,特别是烟气中水蒸气含量各异,使得烟气热回收潜力存在差异。
选取过量空气系数α=1.1,相应露点温度为 58.15℃的工况进行相关参数的计算。
根据供热系统实际运行工况,相对于锅炉本体排烟温度(一级余热回收装置进口烟温)为 110 ℃时,不同排烟温度下显热回收量、潜热回收量、水蒸气冷凝率以及锅炉热效率增量的计算结果。
由计算结果可知,排烟温度越低,水蒸气冷凝率越高,潜热和显热回收量也相应越高。
当排烟温度低于 60 ℃(接近烟气露点温度)时,回收总热量及锅炉热效率的变化值迅速增大,这主要是由于排烟温度低于露点温度,烟气中水蒸气的汽化潜热得以回收;当排烟温度继续降至40℃时,水蒸气冷凝率65% ,每燃烧 1 m3 天然气所回收的显热为 1 090 kJ,潜热为2650 kJ,锅炉热效率可提高10.17% 。
燃气锅炉烟气余热回收利用技术分析
燃气锅炉烟气余热回收利用技术分析发表时间:2018-07-23T17:48:12.747Z 来源:《知识-力量》2018年8月上作者:李言[导读] 燃气锅炉排放出的烟气温度较高,设备温度损失较大,为了提升燃气热能利用率,热力公司需合理应用燃气锅炉烟气余热回收利用技术。
(西安市热力总公司,陕西省西安市 710016)摘要:燃气锅炉排放出的烟气温度较高,设备温度损失较大,为了提升燃气热能利用率,热力公司需合理应用燃气锅炉烟气余热回收利用技术。
现阶段,可采用的烟气余热回收利用技术有利用换热器回收烟气余热技术、利用热泵回收烟气余热技术两种,前者的技术装置有间接接触式余热回收换热器、直接接触式余热回收换热器两种,后者的技术装置有电压缩式热泵、吸收式热泵两种。
在实际应用过程中,根据烟气余热回收级数可分为单级余热回收供热型和双级余热回收供热型两种。
关键词:燃气锅炉;烟气余热;回收利用技术在环保型社会建设过程中,生态环保已成为各个行业发展的战略制高点,如何降低生产过程中污染物的排放量,实现对于生产资源的循环高效利用,是现阶段生产工艺优化的目标。
燃气锅炉是集中供热系统中的关键性设备,一般来说,设备运行时的排烟温度是比较高的,其中蒸汽型燃气锅炉的排烟温度可达200℃至250℃,热水型燃气锅炉的排烟温度可达115℃至180℃,在这一过程中,面临着较大的温度损失[1]。
为了减少燃气锅炉排烟造成的热量损失,热力公司一般会采用常规省煤器及空气预热器等烟气余热回收设备,不过这些设备仅能回收部分热量,燃气锅炉运行时的供热效率只能达到80%至90%,还有10%左右的天然气热值无法回收利用。
针对这一现状,人们加大了对于燃气锅炉烟气余热回收利用技术的研究,并将有效技术推广在工业实践中。
1. 燃气锅炉烟气余热回收利用技术1.1利用换热器回收烟气余热技术换热器是常见的燃气锅炉烟气余热回收利用设备,根据换热方式的不同,这一设备可分为两种类型:①间接接触式余热回收换热器。
烟气余热深度梯级利用方案分析
烟气余热深度梯级利用方案分析
烟气余热深度梯级利用是提高热能利用效率的一种有效手段。
本文主要探讨烟气余热深度梯级利用方案。
一、传统的烟气余热利用方案
传统的烟气余热利用方案通常采用预热器、冷凝器等设备对烟气进行热量回收。
这些设备通常只能回收烟气中的一部分热量,利用效率不高。
烟气余热深度梯级利用方案通过对烟气进行多层次的热量回收,实现了对烟气中热量的最大限度回收,提高了热能利用效率。
具体方案如下:
1.一级回收
一级回收通常采用高效传热设备,如换热器,将烟气中高温热量回收利用,降低烟气排放温度。
这样不仅可以减少对环境的污染,还能节约能源。
二级回收通常采用蒸汽发生器对烟气进行再次加热,产生高温高压蒸汽,用于驱动涡轮发电机发电。
这种方式能够更好地利用烟气中的热量,不仅能够回收更多的余热,还能够实现清洁能源的利用。
三级回收通常采用吸收式制冷机,将烟气余热用于制冷空调,实现了热量的再次回收利用,节能环保。
四级回收通常采用热泵技术,将烟气中的低品位热量提升,用于供暖或热水供应,进一步最大限度地利用烟气余热。
三、总结
烟气余热深度梯级利用方案可以最大限度地回收烟气中的热量,提高热能利用效率。
各级别利用方式可以结合具体生产过程及工艺流程进行调整和选择,以达到最好的节能环保效果。
烟气余热回收换热器参数
烟气余热回收换热器参数
烟气余热回收换热器(气-水)是燃煤、油、气锅炉的专用设备,安装在锅
炉烟口,回收烟气余热加热生活用水或锅炉补水。
工作时,烟气流经热管余热回器烟道冲刷热管下端,热管吸热后将热量导至上端,热管上端放热将水加热。
为了防止堵灰和腐蚀,余热回收器出口烟气温度一般控制在露点以上,即燃油、燃煤锅炉排烟温度≮130℃,燃气锅炉排烟温度≮100℃,节约燃料
4-18%。
此外,还有余热回收器(气-气)的换热器,这种换热器是燃油、煤、气锅
炉的专用设备,安装在锅炉烟口或烟道中,将烟气余热回收后加热空气,热风可用作锅炉助燃和干燥物料。
其构造为四周管箱,中间隔板将两侧通道隔开,热管为全翅片管,单根热管可更换。
工作时,高温烟气从左侧通道向上流动冲刷热管,此时热管吸热,烟气放热温度下降。
热管将吸收的热量导致右端,冷空气从右侧通道向下逆向冲刷热管,此时热管放热,空气吸热温度升高。
以上信息仅供参考,建议咨询专业人士获取准确信息。
锅炉尾部烟气余热回收复合相变换热器设计与应用
99中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.10 (下)在火力发电生产过程中,煤炭燃烧产生的热能仅有35%~45%能够转换成电能,约60%热能以凝汽器冷源热损失、锅炉排烟热损失等形式被浪费掉。
其中,锅炉排烟热损失是主要热量损失源之一,可占到锅炉热损失的80%左右。
因此,开展锅炉烟气余热回收对加强火电厂节能与环境保护具有重要意义。
在利用锅炉低温烟气余热过程中,由于温差较小使得余热利用效率较低,在锅炉负荷变化时管道金属壁温有可能低于烟气酸露点进而形成低温腐蚀,极大影响设备安全运行。
本文在充分考虑防止低温腐蚀的基础上,研究了利用复合相变换热技术替换传统烟气余热利用的技术方案,对复合相变换热器系统进行结构设计,并对其实际应用的经济性进行分析。
1 复合相变换热器的工作原理复合相变换热器工作原理如图1所示。
其分为两个部分,烟气侧换热器和蒸汽-水换热器(汽包),烟气侧换热器的换热介质(水)在吸收烟气热量后蒸发变为水蒸汽,蒸汽通过上升管进入安装在上部的汽包,与低温除盐水在汽包中换热,换热后的高温除盐水进除氧器,中间介质换热后冷凝成液体后通过下降管返回烟气侧换热器,与烟气继续换热,如此循环利用。
复合相变换热余热回收过程包括内循环和外循环。
蒸发换热器与相变换热汽包的壳程相连接,即为内循环,它以水为换热媒介,水在蒸发换热器内吸收烟气余热后发生相变形成水蒸汽,水蒸汽由上升管汇集到相变换热汽包内,对凝结水进行加热后水蒸汽发生相变凝结成水。
相变换热汽包的管程与外循环水(例如:除盐水、凝结水或热网循环水)管道并联,称为外循环,其吸收汽包壳程内水蒸汽的凝结潜热,被加热后返回到电厂热力循环中。
2 总体方案设计根据采暖季和非采暖季热量需求的不同,复合相变换热器所回收方案可分为两种:(1)在采暖季,将回收热量用于加热热网循环水,从而降低了冬季供热系统对新蒸汽的需求量,如图2所示。
(2)在非采暖季,将回收的热量用于加热电厂除盐水,可使进入到除氧器的除盐水温度从40℃加热至90℃,如图3所示。
相变换热工业锅炉烟气余热回收技术分析
相变换热工业锅炉烟气余热回收技术分析摘要:锅炉排烟热损失巨大,如何能够降低排烟温度而又保证不发生酸露腐蚀,一直以来是业内的一大难题。
文章对新型相变换热锅炉烟气余热回收技术进行了比较分析,其采用相变换热方式,可有效降低排烟温度,并实现壁温可调,具备较高的热效率和抗腐蚀性能。
关键词:余热回收;相变换热;酸露腐蚀引言据统计,我国有约三分之二的能源被锅炉消耗掉了,全国80%的工业用煤用于锅炉燃烧。
随着科学技术的不断发展,锅炉技术在近百年中不断地改进和提高,现代大型锅炉的效率已经接近极限。
锅炉的热损失主要包括排烟损失、化学不完全燃烧损失、机械不完全燃烧损失、散热损失、灰渣物理热损失等项目。
其中,排烟损失是最主要的部分,约占整个锅炉热损失的70%~80%。
一般地,排烟温度每降低15℃,可使锅炉热效率提高1%。
因此,降低排烟温度是提高锅炉效率的最有效的途径。
锅炉排烟损失作为锅炉效率损失最大的部分无疑是进一步提高锅炉效率的方向。
但是,锅炉专家在降低排烟温度的探索中遇到了不可逾越的障碍,即烟气酸露点。
排烟温度低于烟气中SO3的露点时,在受热壁面上会凝结酸露,低温酸露出现,会导致腐蚀漏风与积灰(结露性),其危害极大:一方面导致漏风,既增大风机电耗,又造成炉膛缺风,使燃烧恶化,热效率降低。
另一方面导致积灰,使受热面换热能力下降。
积灰严重时会形成堵灰,不仅影响传热,而且可能因烟道阻力剧增而限制锅炉出力,甚至被迫停炉。
如何能够降低排烟温度而有保证不发生酸露腐蚀,一直以来是业内的一大难题。
文章对新型相变换热锅炉烟气余热回收技术进行了分析,并通过与传统技术比较,得到其性能及可行性等的相关结论,供有关技术人员参考。
1 传统的设计方法保证锅炉尾部受热面不发生低温腐蚀的核心是控制换热器最低壁面温度高于烟气酸露点的温度。
在传统的设计方法中,最低壁面温度取决于烟气酸露点的温度和预热空气的最低温度。
例如,一台锅炉的空气预热器是末级受热面,空气侧进口温度为25℃,排烟温度为150℃,根据空气侧和烟气侧对流换热系数可以算出则空气预热器最低壁面温度70℃。
火力发电厂烟气余热回收及热力系统性能分析
Science &Technology Vision 科技视界0引言锅炉烟气湿法脱硫工艺需要将锅炉排烟温度降到50℃左右进入脱硫塔脱硫,脱硫后的净烟气需加热到85℃左右,然后通过烟囱排放。
若进入吸收塔前的烟气温度以125℃计,传统烟气再热方法实际上意味着脱硫系统浪费掉了85℃~125℃这一温度区间的热量。
1集成方案的提出在低压省煤器与燃煤机组集成的系统中,采用烟气余热加热低温给水,根据烟气温度特点可以有不同的集成方式,凝结水在低压省煤器内吸收排烟热量,降低排烟温度,而凝结水自身被加热、升高温度后再次返回低压加热器系统。
低压省煤器串联在低压加热器回路之中,代替部分低压加热器的作用,排挤部分或全部低压缸抽汽,该排挤抽汽将从低压抽汽口返回汽轮机继续膨胀做功。
如果机组输出功率不变,则机组煤耗、热耗、污染物排放量将减小;如果机组燃料消耗量不变,则机组可获得更多的发电量。
经过除尘之后的烟气,进入低压省煤器,经过烟水换热,然后再流入脱硫塔进行脱硫。
本文提出四种集成方案。
方案(a):低压省煤器与轴封加热器出口串联,加热轴封加热器出口的凝结水,低压省煤器(LPE)出口与7号低压加热器入口相连,此种方式排挤了机组的8段抽汽,被排挤的抽汽返回汽轮机做功。
方案(b):将低压省煤器串入8号低压加热器和7号低压加热器之间,此种情况下给水经过低压省煤器加热后进入7号低压加热器。
方案(c):低压省煤器与8号低压加热器出口串联,加热8号低压加热器出口的给水,低压省煤器(LPE)出口与6号低压加热器入口相连,此种方式排挤了机组的7段抽汽,被排挤的抽汽返回汽轮机做功。
方案(d):将低压省煤器串入7号低压加热器和6号低压加热器之间,此种情况下给水经过低压省煤器加热后进入6号低压加热器。
2热力学分析对于低压省煤器与机组集成的热力系统,采用燃料节省型运行方式时,总的发电量与原燃煤机组相同,凝结水的热量部分由低压省煤器提供。
烟气与凝结水的换热主要是对流换热。
烟气余热回收技术现状的主要方式解析
烟气余热回收技术现状的主要方式解析
烟气余热回收技术主要通过以下几种方式来实现:
* 热交换。
高温烟气与低温热介质在余热锅炉中进行热交换,是工业余热回收中最基本的回收方式。
然而,随着锅炉受热面的增加,锅炉换热量随之减小,对于烟气余热较大的窑头余热回收难度大。
此时需要运用先进的传热技术来设计烟道、烟罩、受热面等,以提高换热效率。
* 显热回收。
显热回收是利用换热器将高温烟气中的热量传递给冷介质,如水或空气等,从而使冷介质温度升高和显热排放。
这种回收方式简单,但需要消耗少量的水或空气来提高环境温度。
* 湿法吸收。
这种方法主要用于高温烟气脱硫,同时气中的显热和部分潜热。
吸收剂与烟气接触,通过化学反应去除烟气中的有害物质。
这种方法可以同时达到脱硫、余热回收的效果。
* 吸附法。
吸附法利用多孔性材料(吸附剂)吸收烟气中的热量。
这种方法对热量回收的效率高,但需要消耗大量的吸附剂,且再生排热量大,因此成本较高。
总的来说,烟气余热回收技术正在不断发展,从简单的显热回收到复杂的吸附法,各种方法都有其优缺点,需要根据实际情况选择最合适的回收方式。
同时,随着技术的进步,未来可能会有更高效、更经济的回收方式出现。
热电厂烟道气余热回收利用分析与措施研究
热电厂烟道气余热回收利用分析与措施研究热电厂烟道气余热回收利用是当前能源领域中热能回收利用的重要方向之一、烟道气是指燃烧过程中的烟尘和烟气,对环境造成污染,同时也含有大量的热能。
合理利用烟道气余热,可以提高能源利用效率,减少环境污染,具有重要的经济和环境效益。
烟道气余热回收利用主要包括以下几方面内容:1.烟气换热器的应用:通过在烟道中设置烟气换热器,将烟气中的热量传递给工艺用水或者空调用水,实现能源的重复利用。
同时通过调整换热器的结构和材料,提高换热器的热效率和寿命,降低能源消耗。
2.燃气脱硫过程中的余热回收:燃气脱硫是热电厂烟气处理的一项重要工艺。
在燃气脱硫过程中,大量的热能被消耗。
可以通过在脱硫系统中设置余热回收装置,将脱硫过程中释放的热能用于燃烧系统或者其他工艺的供热。
3.烟尘处理中的余热回收:烟尘处理是热电厂烟气处理的关键环节之一、在烟尘处理过程中,可以通过采用余热回收技术将烟道气中的热能回收,用于加热水、蒸汽或者其他工艺的供热。
这不仅可以提高能源利用效率,还可以减少烟尘对环境的影响。
4.余热利用系统的建设:热电厂烟道气余热回收利用需要建立完善的余热利用系统。
这包括烟气换热器、余热回收装置、余热供应系统等设备的选型、设计和安装。
同时还需要制定合理的操作管理措施,确保余热利用系统的正常运行。
在研究烟道气余热回收利用的措施时,需要综合考虑烟道气的温度、流量、成分、含尘量等因素。
同时还需要考虑烟道气回收利用系统与燃烧系统之间的协调性和一体化设计,以最大限度地提高能源利用效率和经济效益。
值得注意的是,烟道气余热回收利用不仅可以提高能源利用效率,还可以减少环境污染。
通过减少烟气中的污染物排放,可以改善空气质量,保护环境和人民健康。
总之,热电厂烟道气余热回收利用是一项技术含量较高的工作,需要从燃烧炉选型、燃烧工艺优化、余热回收系统设计等多个方面进行研究和改进。
通过合理利用烟道气的余热,既可以提高能源利用效率,又可以减少环境污染,有着重要的经济和环境效益。
烟气余热回收管壳式换热器换热特性研究
烟气余热回收管壳式换热器换热特性研究施志钢 栾翔琪 景登岩 李萍 刘福强 王培青岛理工大学环境与市政工程学院摘 要: 天然气锅炉在使用中产生大量的烟气, 而烟气中蕴含大量的潜热和显热可供回收利用, 本文提出利用管 壳式换热器回收烟气余热, 通过分析烟气在换热器中的传热过程, 建立仿真模型, 采用 Fluent 中的蒸发冷凝模型 处理烟气中水蒸发器凝结过程, 对管壳式换热器传热特性进行数值模拟,通过模拟结果, 分析不同工况下的烟气 出口温度、 水出口温度、 传热系数、 冷凝水量, 研究发现折流板间距一定时, 水流速度越大, 换热效果越好, 水流速 度一定时, 折流板间距越小换热效果越好。
关键词: 管壳式换热器 数值分析 冷凝换热 烟气余热回收Heat Transfer Characteristics of Shell and Tube HeatExchanger with Flue Gas Waste Heat RecoverySHI Zhigang,LUAN Xiangqi,JING Dengyan,LI Ping,LIU Fuqiang,WANG Pei School of Environmental and Municipal Engineering,Qingdao Technological UniversityAbstract: In use to produce a large of number of gas boiler gas,flue gas contains a large number of latent heat and sensible heat is available for recycling,this paper puts forward using recycled flue gas waste heat pipe heat exchanger, analyzing heat transfer process of flue gas in the heat exchanger,the simulation model is set up,by the use of Fluent software treatment process of flue gas condensation water evaporator evaporation condensation model,numerical simulation on heat transfer tube heat exchanger characteristics,through the simulation results,the analysis of the flue gas outlet temperature under different working conditions,water outlet temperature,damp coefficient,coefficient of heat transfer,condensation of water found baffle spacing must be,the greater the flow velocity,so the heat exchange efficiency,the better,when the water flow velocity is constant,the smaller the gap between the baffle is,th better the heat transfer effect will be.Keywords: shell and tube heat exchanger,numerical analysis,condensation heat transfer,recovery of flue gas waste heat收稿日期: 20191021 作者简介: 施志钢 (1975~), 男, 博士, 副教授; 青岛理工大学环境与市政工程学院 (266000); Email : ********************0 引言国内众多学者针对烟气余热的冷凝回收进行了深入的研究。
燃气装置烟气余热回收分析与设计
燃气装置烟气余热回收分析与设计一、引言随着环保意识的不断提高,对于传统燃气装置烟气中的废气进行回收利用逐渐成为一种趋势。
在燃气装置中,除了能够利用的热量外,还存在着大量烟气余热,将这些烟气余热回收利用不仅可以提高设备能源利用效率,同时也可以减少环境污染,是一种非常有意义的工程设计。
二、烟气余热回收技术分析1、余热回收原理烟气中的废热主要来自于燃烧所产生的高温燃烧气体,这些气体在燃烧室中获得能量释放后,进入烟道,燃烧产生的高温烟气带走大量的热能。
在这个过程中,利用余热回收技术可以将这些废热的热能转化为可用的能源。
2、制冷式余热回收技术制冷式余热回收技术主要是通过在烟气中引入冷却介质,将高温烟气冷却降温,从而使烟气中的废热被吸收,并将其转化为制冷能量。
这种技术的优点在于其操作简单,对于需要利用余热进行制冷的场合具有较好应用前景。
3、烟囱式余热回收技术烟囱式余热回收技术主要是在烟囱中设置余热回收器,将烟气中的余热利用回收。
这种技术的优点在于可以节约能源,在保证燃气装置热量需求的前提下,对环境污染的控制也有显著的作用。
4、烟气预热回收技术烟气预热回收技术主要是将烟气中的余热通过烟气预热器对进入燃烧室前进入空气进行加热,这种技术可以增加燃气装置的燃烧效率,提高设备的性能指标。
三、燃气装置烟气余热回收设计在进行燃气装置烟气余热回收设计时,需要考虑以下几个方面:1、余热回收器尺寸的选择在余热回收器的选择方面,需要根据具体的燃气装置情况进行综合分析,对于不同尺寸的余热回收器进行选择,以确保其正常使用。
2、制冷介质的选择在制冷式余热回收技术中,需要选择合适的制冷介质,以确保烟气中的高温能够被吸收,并转化成制冷能量。
3、水管道接口的设计在进行余热回收器的设计时,需要考虑到不同的水管道连接方式,确保管道的连接方式牢固,不会出现漏水等现象。
4、烟囱设计在进行烟囱式余热回收技术时,需要对烟囱的设计进行合理规划,确保余热回收效果最大化,并且对环境造成的影响最小化。
燃气锅炉烟气余热深度回收分析
燃气锅炉烟气余热深度回收分析摘要:随着国民经济飞速的发展,人们对能源需求也在日益的增加。
在日常的生活生产中都离不开能源,因此我们必须重视能源问题,现在能源的短缺日益的严重,供不应求,当前主要回收能源措施就是余热回收节能降耗。
本文主要分析燃气锅炉的烟气余热深度回收,以供借鉴参考。
关键词:燃气锅炉;烟气余热;回收利用前言:在煤气燃油锅炉中,应用到的烟气余热回收是一个专用的装置,一般安置在锅炉烟口或者是烟道里,烟气的余热回收装置周围管箱,中间的隔板将其两边通道进行隔开,烟气余热的回收装置在工作阶段,高温的烟气利用烟道对其热管有着向上力道的冲刷效果,在其阶段下造成了热管的大量吸热,使得烟气放热温度的降低,热管的吸收热量可以造成右端的空气或者是水受到热出现逆向冲刷的问题,因为热管的放热,使得空气或者是水大量的吸热,造成了温度大幅度的提升,在其状况下我们必须保证余热回收器的出口烟气温度等于或者是高出露点。
1烟气的特点分析天然气主要的成分是烃,燃气锅炉所排的烟中水蒸气占比较大,通过研究发现,燃气锅炉所排的烟气在能够利用的热能里,其中水蒸气的汽化潜热占据了很大的比例。
一般1立方米的天然气在燃烧之后能够释放出1.55千克的水蒸气,能够产出的汽化潜热大概是3700千焦/千克,在天然气低位发热中占比超过10%。
在传统的锅炉中,通常排烟温度处于160到250摄氏度之间,烟气里的水蒸气还是温度过高,不会变化成液态释放汽化潜热。
所以传统的天然气锅炉在理论上认为热效率大概为95%,通过冷凝式换热器能够降低烟气温度,使温度低于露点温度,则能够对烟气里的水蒸气凝结潜热进行回收,将低位发热量当作基准进行集散,则天然气锅炉的热效率能够达到甚至高于110%。
2烟气余热回收工作原理的分析导热率高热管是一种导热元件,该热管内部进行传热的方式关键为通过工作液体的气液相变,该热管的热阻较小,有较高的导热能力,有很好的经济性,可以较为容易的使冷、热流体进行完全逆流换热,以此来获取较为理想的对数温差,并且沿测阻力较小,大概为20到30帕,该系统较为简单,有很明显的节能效果。
烟气回收废热换热器设计(环境类)
课程设计课程名称:环境工程原理课程设计设计题目:烟气回收废热换热器的设计学院:环境科学与工程学院专业:再生资源科学与技术年级:2010级学生姓名:杨琴指导教师:马丽萍老师日期:2013年6月24日-7月5日教务处制课 程 设 计 任 务 书环境科学与工程 学院 再生资源科学与技术 专业 2010 级 学生姓名: 杨琴课程设计题目: 烟气回收废热换热器的设计 课程设计主要内容:一、设计任务设计一个列管式换热器,用于回收烟气中余热,完成换热器的工艺设计与计算,有关附属设备的设计和选型,绘制换热系统的工艺流程图和换热器装置图,编写设计说明书。
二、设计条件1、气体混合物成分:近似空气;2. 设计处理量Q : 100000 Nm 3/h ;3. 热物料(废气)温度 ℃:(1) 换热器入口温度t 1: 400(2) 换热器出口温度t 2:1504. 冷物料(空气)温度 ℃:(1) 换热器入口温度θ1: 55(2) 换热器出口温度θ2: 200~250.(换热器出口温度θ2为参考值)(3) 冷物料流量L: 100000 Nm 3/h.5. 气体特性参数1.35 kJ/(kg•K),(1) 平均比热容cp(2) 给热系数α:0.05kW/(m2•K);6. 操作压力(表)P:0 kPa;7. 其余条件: 自定。
但需简述理由或依据。
8.工作日:每年300天,每天24小时计9.厂址:昆明某地区三、设计内容1.选择换热器类型及流体流程;2.计算换热器的热负荷;3.换热器换热面积及结构尺寸计算;4.传热系数计算及传热面积校核;5.换热器管程、壳程接管尺寸计算;6.附属设备设计或选择,压降核算;7.绘制生产工艺流程图(2号图纸);8.绘制换热器装置图(1号图纸);9.对设计过程的评述和有关问题讨论。
设计指导教师(签字):教学基层组织负责人(签字):年月日目录摘要 (1)1.总论 (1)2. 技术方案的比选 (2)2.1换热器类型的选择 (2)2.2流体流径的选择 (4)2.3流体流动方式的选择 (5)3.工艺流程的确定 (5)4.主体设备的设计 (6)4.1 换热器结构设计计算 (6)4.1.1出口温度的确定及物料物性参数的选取 (6)4.1.2 换热器换热面积的估算 (7)4.1.3 换热器结构的设计计算 (8)4.2 换热器结构设计的核算 (11)4.2.1核算压强降 (11)4.2.2核算总传热系数 (12)4.2.3核算传热面积和壁温 (14)4.3设备选型 (15)5. 附属设备的选型 (15)5.1流体进出口连接管直径 (15)5.2 拉杆 (16)5.3 防冲板 (16)5.4管箱 (17)5.5浮头法兰和钩圈 (17)5.6壳体法兰 (18)5.7浮头管板 (18)5.7.1管板厚度 (18)5.7.2管板直径 (18)5.7.3管孔 (18)5.8圆筒壳体 (18)6. 设计结果与讨论 (19)6.1设计结果 (19)6.2结果讨论 (19)7.收获体会 (20)8.致谢 (21)9.参考文献 (21)摘要烟气余热回收是指利用换热器从各种烟气中提取一部分热量加以利用,它是节能工作的一个重要方面, 其节能效果显著。
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烟气余热回收热换热器具体分析
随着我国经济的快速发展,能源的价格在日益上涨,能源库存也在日益减少,我们不断在发掘新型能源。
工业锅炉是我国主要的热能动力设备,针对工业锅炉的使用特点(排烟余热回收潜力大的特点),烟气余热回收换热器应运而生。
电站锅炉排烟温度一般在110℃到160℃;大中型锅炉在正常运行时,排烟损失占到锅炉燃料输入热量的4%到8%;排烟温度每降15℃—20℃,可提高锅炉效率1%左右;排烟温度是锅炉热损失中最大的一项。
影响排烟温度的因素:
(1)燃料的性质
(2)受热面积的状况(积灰、结垢、结焦等等)
(3)过量空气系数、漏风率
(4)低温腐蚀因素
那么在降低排烟温度方面有什么措施呢,经过研究发现,降低排烟温度的方法是使用烟气余热换热器,在锅炉尾部烟道适当的位置增加烟气余热回收换热装置。
根据不同需求可以在不同工序位置安装烟气回收装置(除尘前、除尘后、垂直烟道、水平烟道等)。
烟气余热回收换热器的优势有哪些?
(1)提高锅炉的循环效率,降低煤耗;
(2)改善除尘效率(烟气余热回收装置在除尘前安装时)
(3)减少脱硫塔蒸发量,节约用水。
值得注意的是,在安装烟气余热换热器后,会带来一些问题,如:低温腐蚀、磨损、积灰、烟气阻力等等。
一、低温腐蚀
烟气水露点:烟气中水蒸气含量一般为10%—15%,分压为0.01到0.012MPa,水蒸气的露点温度为45—54℃。
酸露点:当烟气中有SO3存在并与水蒸气发生作用生成硫酸蒸汽时,烟气中硫酸蒸汽的露点温度称为酸露点或烟气露点。
它比水露点高很多,通常在90—130℃,对于高硫煤产生的烟气或富氧燃烧,酸露点甚至能达到140—160℃。
低温腐蚀问题的解决方法:
1、选择合理的金属壁温
2、选择耐腐蚀的材料:如氟塑料材质
3、采用低氧燃烧
4、可就收的有限腐蚀速率:≤0.2mm/年
二、磨损
影响磨损的主要因素:
1、管壁的磨损量与飞灰颗粒冲击速度的三次方成正比
2、飞灰颗粒特性与浓度;SiO2含量高,磨损家中
3、管束排列方式与冲刷方式
4、气流运行方向:受重力影响
5、管壁材料与壁温
6、烟气走廊
解决方法:
1、选择合理的烟气流速
2、采用防磨损装置
3、采用扩展受热面
三、积灰
解决方法:
1、选择合理的烟气流速(不低于6m/s)
2、采用吹灰装置
3、换热面采用合理的布置
四、烟气阻力问题
引风机的余量
合理布置排管,降低阻力到可接受范围不知在引风机之前的余热换热器。