用板式换热器回收锅炉出口炉气热量及低温位热能利用的热力学分析
燃气锅炉余热回收理论及其应用分析
1燃气 锅 炉余 热 回收的 主要 原理
力推广 和使 用的燃料类型 ,我 国的西部地 区天然气储量 巨大 , 但 值得大力推广。 是开发 利用 程度 较低 , 天然气燃料使用 的比值远 远低 于国外发达 3烟 气 回收 技 术 的 主 要 类 型 国家 , 在我 国的石油产量 日益稀少 , 环境污染不断加重 的背景下 , 烟气冷凝余热回收装置分为直接接触换热型和间接换热型目 。 大力使 用天然气意义 重大 , 燃气锅炉 使用天然 气作为燃料 , 近些
些烟气 加热 , 吸收了高温 烟气所携带 的潜热 , 最终把水 的温度提 想要节 约能源 , 就必须 提高能源 的利用效率 , 对 于燃 气锅 炉 升到 了所需要 的温度 , 并离开装置 , 而燃气锅炉 的余热也 被吸收。
来说 , 一 方面 , 可 以提高 能源 的燃 烧效 率 , 促使 燃料尽 可 能的燃 直接接触 型换热装置 的结构 比较简单 , 因此可 以缩小体 积 , 由于 烧, 防止 出现因为燃 烧不完全出现 的浪费 , 另一方 面 , 可 以回收锅 可 以直 接 和 高 温 的 烟 气 接 触 , 没 有 了 中 间 物 质 的阻 挡 , 热传 导 的 炉排烟带来 的热量进行再次利用 , 提高锅炉 的制热效率。 效率很高 , 而且排出的烟气和水直接的接触后可以充分的净化 内 天然气 的主要化学成分是 甲烷 ,通过分析 甲烷与氧气反应 的 含 的污染物 , 保护了环境 。缺点是 由于烟气需要直接和水面进行 化学方程式我们可以发现 , 天然气燃烧之后会产生大量的水蒸气 , 接触 , 增 加了烟气流动的阻力 , 需要一定 的辅助排风装置 , 在净化 每1 m3 天然气燃烧后可以产生 1 . 5 5 k g 水蒸气 ,如果燃烧空气过量 了烟气的同时 , 却对冷却水 造成 了污染 。
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析
锅炉排烟低品位热能回收利用研究及工程经济分析一、引言随着工业生产的发展,锅炉排烟中含有大量的低品位热能,如何有效地利用这些低品位热能成为了当前工程领域的一个热点问题。
对于能源的有效利用,不仅可以减少资源浪费,还可以降低环境污染,提高能源利用效率,具有重要的社会和经济意义。
本文将对锅炉排烟中的低品位热能回收利用进行研究和工程经济分析。
二、锅炉排烟低品位热能回收技术研究1. 低品位热能回收技术原理低品位热能是指温度较低、能量较弱的热能,在锅炉排烟中含有较高比例的低品位热能。
利用低品位热能回收技术,就是将排烟中的低品位热能通过一定的方式转化成高品位热能,从而实现能量的有效利用。
目前比较常见的低品位热能回收技术包括热泵技术、余热利用技术、换热器回收技术等。
2. 热泵技术在排烟中的应用热泵是一种能够将低温热能转化为高温热能的系统设备,通过工作介质的蒸发和凝结过程实现能量的转换。
在锅炉排烟中,可以利用热泵技术将低温的烟气中的热能转化为高温热能,然后用于锅炉的供热系统或其他工业生产中。
1. 技术成本分析进行锅炉排烟低品位热能回收需要对现有设备进行改造或增加新的设备,比如加装热泵系统、换热器设备等。
这些设备的安装和运行需要一定的投资成本,包括设备购买费用、安装费用、运行维护费用等。
而且不同的技术方案所需的投资成本也有所不同,需要进行全面的比较和分析。
2. 节能效益分析通过对锅炉排烟低品位热能的回收利用,可以显著提高能源的利用效率,减少资源浪费,降低能源消耗。
通过技术改造后,所带来的能源节约和资源利用效益可以直接量化和评估,比如通过对比改造前后的能源消耗和成本,对比改造前后的排放情况等。
3. 综合分析在进行工程经济分析时,需要综合考虑技术成本和节能效益等多方面因素。
比如需要对比不同的技术方案在投资成本和节能效益方面的差异,进行投资回收期、成本效益比等指标的计算和评估,找出最经济、最合适的技术方案。
四、结论五、参考文献1. 李文,刘韬,黄娟. 余热利用技术在锅炉排烟中的应用[J]. 中国节能,2018(07):142.。
提高水泥厂低温废热回收利用效率的热力系统分析
第 1 期
朱丽华 , : 等 提高水泥 厂低 温废热 回收利用效率 的热力 系统分 析
・ 5・ 5
为使水 泥 厂 的余 热 利 用 效 果 达 到 最 佳 状 态 ,
尽 量 使窑 头 A C锅炉 的排 烟温 度 降到 最低 , 用 Q 采
闪蒸 技术 , 部分 给 水 用 闪蒸 器 多级 闪蒸 产 生 低 压
加热 后供 s P锅 炉和 A C锅 炉 。 Q 闪蒸 器产 生 的低 压 蒸 汽 , 于 汽 轮 机 低 压 段 用
相应 的排 烟 温度 至少 能达 到 15℃ 以下 。这 比常 0 规 的锅炉 多利 用 了 1 0℃ 至 14 ℃之 间的 热 量 , 0 2
烟气 焓相 当于 7 5 K c N . al m 。 / 某水 泥 厂入 A C锅炉 的烟 温为 3 0℃ , 常 Q 8 按 规布 置 , 括 s 包 P炉 的给 水 , Q A C锅 炉 加热 水 段 进
22 将达 到 19千克 标 准煤/ , 时 , 泥 分 00年 2 吨 这 水
解 窑 的窑 尾排 出 的废 气 温度 将 进 一步 降 低 , 泥 水 废气 回收 利用方 式和方 法会 发生变 化 。水 泥低温 废气 回收或 发 电或 供热 ( 暖 热水 锅 炉 ) 制冷 , 供 和 或根 据水 泥厂 的具 体 条件 设 补燃 锅 炉 , 补燃 锅 作 炉的给 水进行 加热 等 。
Absr c : h ie y t m tu t r n l ss o k n s n e aln si g h a f ce c n t a t T e bolrs se sr c u e a ay i fma i g u e a d r c li g wa t e te in y i n i s me c me two k o e n r s,t e a a y i ’fta s th a f ce c h n lsso r n mi e te in y. i Ke r y wo ds:h o fds a dng; o lnc ge mi ta t e h to ic r i h tbaa e; l a ng se m
锅炉热能利用与回收技术研究
锅炉热能利用与回收技术研究在当今环境保护和能源回收的背景下,锅炉热能利用与回收技术备受关注。
锅炉是工业生产中常见的设备,它能够将燃料燃烧产生的能量转化为热能,用于供暖、工业生产等。
然而,传统的锅炉热能利用率较低,存在浪费问题。
因此,研究锅炉热能利用与回收技术变得尤为重要。
一、锅炉热能利用技术锅炉的热能利用率直接关系到能源的利用效率和环境的保护。
传统的锅炉热能利用率通常较低,其中一个主要原因是燃烧过程中热量的损失。
因此,通过改进燃烧过程,提高燃烧效率是一个关键的研究方向。
1. 燃烧系统优化:通过优化燃烧系统,可以降低燃烧过程中的热量损失。
例如,采用先进的燃烧器设计和燃烧控制技术,可以实现更高效的燃烧过程,提高燃烧效率。
2. 提高余热利用:锅炉在热能转化的过程中会产生大量的余热,传统上往往被浪费掉。
而通过余热回收技术,可以将这部分余热转化为热水、蒸汽等热能,用于其他环节,提高能源利用效率。
3. 废气中热量回收:锅炉排出的废气中包含大量的热能,传统上大部分被释放到大气中。
通过废气热量回收技术,可以将废气中的热能转化为热水、蒸汽等可用能源,实现资源的循环利用。
二、锅炉热能回收技术除了提高锅炉的热能利用率外,研究锅炉热能回收技术也是一个重要的方向。
热能回收技术可以将锅炉烟气中的热能转化为电能、冷气或其他形式的能源供给,从而减少对外部能源的需求,并降低环境污染。
1. 烟气余热回收:传统的锅炉烟气常常带有大量的热量,而这部分热量常常被排放到大气中。
通过烟气余热回收系统,可以将烟气中的热能转化为供电、供暖等可用能源。
2. 供暖与制冷一体化:在一些地区,供热与制冷需求同时存在。
通过采用一体化的热能回收系统,可以在供暖季节回收锅炉余热进行供暖,而在夏季通过吸收式制冷技术将热能转化为冷气供给。
3. 高效复合循环系统:传统的锅炉热能回收系统常常采用单一循环方式,效率有限。
而通过高效复合循环系统,可以将多种能源相互配合利用,提高整体回收效率。
锅炉热能利用与回收技术研究
锅炉热能利用与回收技术研究随着社会的不断发展,能源问题越来越引起人们的关注。
作为一种重要的能源设备,锅炉在工业生产、能源供应等领域扮演着重要角色。
然而,由于燃烧过程的不完全和热能的浪费,锅炉的热能利用率较低,不能有效地满足能源需求的同时也增加了环境负担。
为了解决这一问题,人们不断研究锅炉热能利用与回收技术。
一、热能利用技术在燃烧过程中,锅炉产生的热能可以通过一系列的技术手段进行回收和利用。
首先,可以使用余热锅炉对废气中的热能进行回收。
余热锅炉通过换热面将废气中的热能转化为蒸汽或热水,供给工业生产过程中的需要。
这种方式能够显著提高燃烧系统的能量利用率,减少二氧化碳等有害气体的排放。
其次,通过余热回收系统将锅炉废热转化为电能。
余热回收技术是一种将热能转化为电能的高效途径。
例如,烟气中的废热可以通过燃气涡轮发电机组转化为电能,供给工业生产过程中的电力需求。
这种方法的优势在于热能的转化效率高,可以有效地减少废热的浪费。
另外,锅炉燃烧产生的废弃物也可以被有效地利用。
废弃物在经过适当的处理后可以转化为生物质燃料,在锅炉中再次燃烧,产生热能和蒸汽。
这种方法不仅可以解决废弃物处理的问题,还能够减少传统燃料的使用,降低能源成本。
二、热能回收技术除了热能利用技术,热能回收技术也是当前锅炉研究的热点之一。
热能回收技术通过对锅炉的废气进行处理和利用,使得燃烧系统能够充分利用废气中的热能。
常见的热能回收技术之一是烟气废热回收。
锅炉排出的烟气中含有很高的热能,如果直接排放到大气中将浪费大量的热能。
通过烟气废热回收技术,可以将烟气中的热量再次回收利用,提高锅炉的热能利用率。
例如,可以通过烟气余热锅炉将烟气中的热能转化为热水或蒸汽,供给工业生产过程中的需要。
这种技术不仅具有经济效益,同时也能够减少对环境的影响。
另外,利用废气中的热能进行发电也是一种有效的热能回收方式。
在工业生产中,锅炉排出的废气中含有大量的热能,可以通过余热回收装置将其转化为电能。
板式换热器热力计算及分析
板式换热器热力计算及分析首先,我们来了解一下板式换热器的工作原理。
板式换热器由一系列堆叠在一起的金属板组成,每个金属板上都有一系列的通道,用于流体的传热。
其中一组板被称为热传递板,另一组板被称为流体分割板,它们交替排列,以便流体通过交叉流动的方式进行传热。
热传递板上的流体称为热流体,流体分割板上的流体称为冷流体。
通过热流体和冷流体之间的传热,实现了热量的交换。
在热力计算中,我们首先需要确定热量的输入和输出。
对于热传递板上的热流体,其进口温度称为T1,出口温度称为T2、对于流体分割板上的冷流体,其进口温度称为T3,出口温度称为T4、根据能量守恒定律,我们可以得到以下热力方程:Q = mc∆T其中,Q为传热量,m为流体的质量,c为流体的比热容,∆T为温差。
根据流体的运动方式,板式换热器分为平行流和逆流。
在平行流状态下,热流体和冷流体的方向是相同的,即T1>T2,T3>T4、在逆流状态下,热流体和冷流体的方向是相反的,即T1>T2,T4>T3、根据不同的流动方式,需要使用不同的计算方法。
对于平行流,我们可以使用以下热力计算公式:Q = mc(T1-T2)对于逆流Q = mc(T1 - T2) = mc(T3 - T4)在实际应用中,我们还需要考虑一些实际操作中的影响因素,如流体的压力损失、换热系数的变化等。
这些因素可以通过经验公式或者实验数据进行修正。
在计算中,我们可以使用以下公式:Q = U × A × ∆Tlm其中,U为总传热系数,A为板式换热器的传热面积,∆Tlm为对数平均温差。
总结:板式换热器的热力计算是一个复杂的过程,需要考虑多个因素的影响。
在计算中,我们需要确定热量的输入和输出,选择适当的计算方法,并考虑实际操作中的影响因素。
通过合理的计算和分析,可以得出准确的热力特性和性能参数,为工业生产中的实际应用提供依据。
高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用
高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用作者:李少岩刘少平来源:《山东工业技术》2018年第23期摘要:天然气在锅炉燃烧腔内燃烧过程中,燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。
据统计通过烟囱排出的烟气热量占燃料燃烧释放全部热量的10%以上,因此锅炉排烟是一个潜力很大余热资源,充分回收利用好余热资源,对企业节能减排工作有着非常重要的意义。
本文着重论述企业在燃气锅炉烟气余热回收利用上,通过在烟筒上安装高效节能的不锈钢板式换热器,利用烟气余热提升锅炉供水温度间接减少天然气使用量的经验介绍。
关键词:烟气余热;板式换热器;锅炉供水温度;天然气;节能DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2018.23.0471 技术方案1.1 系统效益(1)节能:烟气中有大量的水蒸汽(燃料中的H燃烧产生)水蒸汽冷凝会释放大量的凝结潜热,安装冷凝换热器后,排烟温度可降到100度以下,吸收了烟气中的显热和水蒸汽凝结后发出的潜热。
锅炉的热效率提高至95%以上。
(2)环保:烟气中的水蒸汽冷凝结露过程中,吸收了烟气中的NOX、SOX等有害气体,排放物中的有害气体大大低于国家排放标准;同时对燃料的节约,降低了用户的年CO2排放。
1.2 技术特点(1)本项目使用了不对称气液换热板换,钎焊模块结构,进行选型计算和组装制造。
(2)板片专门对气侧大流量进行了优化设计,压降低于300Pa。
(3)高效换热器模块为316L不锈钢,并有防腐涂层,壳体及辅件采用304不锈钢,可以有效抗烟气及冷凝液腐蚀,运行可靠。
(4)高效换热器水侧在出厂前进行压力测试,无泄漏产生。
(5)换热循环水管系统:从锅炉供给水箱下部设一根¢63两台节能器共用给水管,上部设同样口径回水管,供回水管分别并联连接两台烟筒上的节能器,连接支管采用¢40口径。
循环泵按流量6吨/时、扬程16米、功率0.75千瓦时、电压380伏的凯泉牌管道泵选取,泵前进水管上安装过滤器,管道材质为304卫生级不锈钢管。
板式换热器热力计算及分析(整合)
第一章概论1.1综述目前板式换热器已成为高效、紧凑的热交换设备,大量地应用于工业中。
它的发展已有一百多年的历史。
德国在1878年发明了板式换热器,并获得专利,到1886年,由法国M.Malvazin首次设计出沟道板板式换热器,并在葡萄酒生产中用于灭菌。
APV公司的R.Seligman在1923年成功地设计了可以成批生产的板式换热器,开始时是运用很多铸造青铜板片组合在一起,很像板框式压滤机。
1930年以后,才有不锈钢或铜薄板压制的波纹板片板式换热器,板片四周用垫片密封,从此板式换热器的板片,由沟道板的形式跨入了现代用薄板压制的波纹板形式,为板式换热器的发展奠定了基础。
与此同时,流体力学与传热学的发展对板式换热器的发展做出了重要的贡献,也是板式换热器设计开发最重要的技术理论依据。
如:19世纪末到20世纪初,雷诺(Reynolds)用实验证实了层流和紊流的客观存在,提出了雷诺数——为流动阻力和损失奠定了基础。
此外,在流体、传热方面有杰出贡献的学者还有瑞利(Reyleigh)、普朗特(Prandtl)、库塔(Kutta)、儒可夫斯基(жуковскиǔ)、钱学森、周培源、吴仲华等。
通过广泛的应用与实践,人们加深了对板式换热器优越性的认识,随着应用领域的扩大和制造技术的进步,使板式换热器的发展加快,目前已成为很重要的换热设备。
近几十年来,板式换热器的技术发展,可以归纳为以下几个方面。
1:研究高效的波纹板片。
初期的板片是铣制的沟道板,至三四十年代,才用薄金属板压制成波纹板,相继出现水平平直波纹、阶梯形波纹、人字形波纹等形式繁多的波纹片。
同一种形式的波纹,又对其波纹的断面尺寸——波纹的高度、节距、圆角等进行大量的研究,同时也发展了一些特殊用途的板片。
2:研究适用于腐蚀介质的板片、垫片材料及涂(镀)层。
3:研究提高使用压力和使用温度。
4:发展大型板式换热器。
5:研究板式换热器的传热和流体阻力。
6:研究板式换热器提高换热综合效率的可能途径。
高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用
高效节能板式换热器在燃气锅炉烟气余热回收中的应用天然气在锅炉燃烧腔内燃烧过程中,燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐降低,最后由烟囱排出。
据统计通过烟囱排出的烟气热量占燃料燃烧释放全部热量的10%以上,因此锅炉排烟是一个潜力很大余热资源,充分回收利用好余热资源,对企业节能减排工作有着非常重要的意义。
本文着重论述企业在燃气锅炉烟气余热回收利用上,通过在烟筒上安装高效节能的不锈钢板式换热器,利用烟气余热提升锅炉供水温度间接减少天然气使用量的经验介绍。
标签:烟气余热;板式换热器;锅炉供水温度;天然气;节能1 技术方案1.1 系统效益(1)节能:烟气中有大量的水蒸汽(燃料中的H燃烧产生)水蒸汽冷凝会释放大量的凝结潜热,安装冷凝换热器后,排烟温度可降到100度以下,吸收了烟气中的显热和水蒸汽凝结后发出的潜热。
锅炉的热效率提高至95%以上。
(2)环保:烟气中的水蒸汽冷凝结露过程中,吸收了烟气中的NOX、SOX 等有害气体,排放物中的有害气体大大低于国家排放标准;同时对燃料的节约,降低了用户的年CO2排放。
1.2 技术特点(1)本项目使用了不对称气液换热板换,钎焊模块结构,进行选型计算和组装制造。
(2)板片专门对气侧大流量进行了优化设计,压降低于300Pa。
(3)高效换热器模块为316L不锈钢,并有防腐涂层,壳体及辅件采用304不锈钢,可以有效抗烟气及冷凝液腐蚀,运行可靠。
(4)高效换热器水侧在出厂前进行压力测试,无泄漏产生。
(5)换热循环水管系统:从锅炉供给水箱下部设一根¢63两台节能器共用给水管,上部设同样口径回水管,供回水管分别并联连接两台烟筒上的节能器,连接支管采用¢40口径。
循环泵按流量6吨/时、扬程16米、功率0.75千瓦时、电压380伏的凯泉牌管道泵选取,泵前进水管上安装过滤器,管道材质为304卫生级不锈钢管。
全程管道保温,材质为硅酸盐、外安装不锈钢装饰管。
科技成果——玻璃板式换热器余热回收技术
科技成果——玻璃板式换热器余热回收技术适用范围石化行业加热炉、锅炉等烟气余热回收行业现状在石化、电力和化工等行业,加热炉的排烟温度通常在140℃左右,烟气直接排放到大气中会带走大量的热量,导致系统的热效率降低。
如果对加热炉排出的高温烟气进行余热回收,当烟气温度低于露点时,会因腐蚀而损坏设备,缩短设备的使用寿命,因此传统余热回收将排烟温度控制在露点以上。
在高的排烟温度下,不仅高温烟气会带走大部分热量,而且烟气中的水蒸气也因不能被冷凝释放出潜热,随烟气一起排放。
玻璃板式换热器余热回收技术不仅可降低排烟温度,回收烟气中的热量,而且可将烟气中的水蒸气冷凝,回收冷凝水释放的潜热,同时解决设备露点腐蚀问题,可对120-200℃的低温烟气进行深层次余热回收,从而提高加热炉的效率。
目前,采用热管式空气预热器的加热炉效率约92%,而采用新型玻璃板式换热器技术,加热炉效率可提高至95%左右,具有较大的节能潜力。
成果简介1、技术原理采用耐热玻璃作为换热元件,解决烟气对设备的露点腐蚀问题,降低排烟温度,并实现烟气冷凝,回收冷凝水潜热;采用板式换热结构,提高流膜传热系数;采用弹性良好的支撑和密封材料,大大减少板片间的压差和泄漏量。
该技术可对120℃-200℃的低温烟气进行深层次余热回收,与传统管式加换热器相比,节能效果良好。
2、关键技术(1)换热器防腐技术采用耐热玻璃作为换热元件,可抵抗除氢氟酸外其他所有酸性物质的腐蚀,抗腐蚀性能优异,解决了烟气露点腐蚀问题,使烟气冷凝换热器成为现实。
(2)高效换热技术采用板式结构,气-气换热,玻璃表面光滑,对流膜传热系数高,传热效率较管式换热器高20%,且压降阻力低。
(3)高密封性技术采用多重密封材料混合密封,板片间的压差小于10kPa,泄漏量小于0.3%。
(4)玻璃防破裂技术采用弹性良好的支撑和密封材料,具有减震和柔性支撑功能,板片可在刚性框架内自由涨缩,应力变形破坏小,很难出现失效破裂,可在-40℃到250℃之间使用。
热力学循环在工业生产过程优化与节能减排中的应用案例分析
热力学循环在工业生产过程优化与节能减排中的应用案例分析引言:在当代工业生产中,能源的高效利用和减少碳排放已成为全球关注的焦点。
热力学循环作为一种优化工业生产过程、实现节能减排的重要工具,正得到越来越广泛的应用。
本文将通过分析几个实际案例,探讨热力学循环在工业生产中的应用及其效果。
案例一:化工厂废热回收利用某化工厂生产过程中产生大量的废热,原本这些废热直接排放到大气中,造成了能源的浪费和环境的污染。
为了充分利用这些废热资源,该厂引入了热力学循环技术,将废热回收利用。
具体实施方案是将废热通过换热器进行回收,然后用于加热水或其他生产过程。
经过改造后,该厂每年节约能源达到了数百吨标准煤,并且减少了大量的二氧化碳排放。
案例二:发电厂余热发电在传统的火力发电厂中,大量的热能通过冷却系统散失,造成了能源的大量浪费。
为了提高能源利用效率,某发电厂引入了热力学循环技术,利用余热进行发电。
通过在烟气冷凝器中设置热交换器,将高温烟气中的热能传递给工质,再通过蒸汽轮机发电。
这种方式不仅提高了发电效率,还减少了大量的二氧化碳排放,为环境保护作出了贡献。
案例三:钢铁行业烧结废气利用钢铁行业是能源消耗较大、碳排放较高的行业之一。
某钢铁企业在生产过程中产生了大量的烧结废气,原本这些废气直接排放到大气中,不仅造成了能源的浪费,还对环境造成了严重的污染。
为了解决这一问题,该企业引入了热力学循环技术,将烧结废气中的热能回收利用。
通过热交换器将废气中的热能传递给工质,再用于加热水或其他生产过程。
这种方式不仅提高了能源利用效率,还减少了大量的碳排放,达到了节能减排的目的。
结论:热力学循环在工业生产过程中的应用案例分析表明,通过合理利用废热、余热等能源资源,可以实现能源的高效利用和减少碳排放的目标。
在工业生产中,通过引入热力学循环技术,可以将废热、余热等能源资源回收利用,提高能源利用效率,减少碳排放,实现节能减排。
这不仅对企业的经济效益有着积极的影响,还有助于保护环境、推动可持续发展。
新型高效防腐板式换热器在低温余热回收项目中的应用
新型高效防腐抗垢纯铜板式换热器
产品特点和应用优势:
● 高效率创造高效益: 做为热交换核心组件,能显著提高余热利用、冷却系统 、热泵和热发电等工程及整套设备的总体热效率,提高工程的整体节能效果和 质量,提高工程设计者和建设者的总体效益、水平和形象。
● 提升热利用整体设计的安全性: 利用其高效、耐腐、抗垢性,可用于高矿化 、易结垢、高腐蚀的污水、地热、海水、化工工艺等余热利用和发电项目的热 交换中间设备。在保障换热效率的基础上,充分保护安全指数要求高的热泵和 发电等重要设备免受高腐蚀和结垢影响。避免以往由于担心换热器效率低,为 追求系统效率,在结垢和腐蚀严重且无法排除的环境中,强制取消中间换热器 (让污水等直接进入热泵或发电等重要设备),以牺牲热泵和发电设备的关键 部件(如冷凝器、蒸发器等)的换热性能和安全性等关键指标来获得其抗腐性 和单一热效率的短效性方式。使热泵和发电等关键设备(如冷凝器、蒸发器等 )可以专注于采用更安全、更高效的热媒工质,以最高效的换热器材料和方式 ,降低重要设备的复杂性和成本,提高系统的整体效率、安全性、长久性和易 维护性。为用户的长期利益着想,降低最终用户的维护、维修成本和风险。
新型高效防腐板式换热 器在低温余热回收项目
中的应用
2024年7月18日星期四
新型高效防腐抗垢纯铜板式换热器
——充分发挥铜的高导热性
铜是金属元素中导热性能仅次于银, 居 第二位的材料, 其导热系数是不锈钢 的23倍, 钛的27倍(见表1)。但由于 铜的耐腐蚀性差, 一直无法广泛用于 传热领域(而传统的黄铜、白铜等合 金铜换热器都是以牺牲铜的优良导热 性, 来获得一定的抗腐蚀能力, 但仍 无法适应海水等强腐蚀性环境), 造 成工业领域换热效果差, 大量低品位
● 膜强化传热: 非晶态纳米膜表面光滑,表面能小,疏水性好,显著减 小了传热介质与板片间的滞流层,强化了湍流导热性。实验发现,纳 米镍覆膜铜板比裸铜板传热能力还要高5%。
热力学循环在温室气体回收利用中的应用与评估
热力学循环在温室气体回收利用中的应用与评估随着全球环境问题的日益严重,温室气体的排放成为了全球关注的焦点。
为了减少温室气体的排放并实现可持续发展,人们开始探索利用热力学循环技术来回收和利用温室气体。
本文将探讨热力学循环在温室气体回收利用中的应用,并对其进行评估。
热力学循环是一种能够将热能转化为机械能的过程。
在温室气体回收利用中,热力学循环可以通过回收废气中的热能来产生电力或其他形式的能源。
其中,最常见的热力学循环是蒸汽动力循环,它利用水蒸汽的相变来驱动涡轮机,从而产生电力。
除了蒸汽动力循环,还有其他各种热力学循环,如有机朗肯循环、卡诺循环等,它们在不同的应用领域有不同的优势和适用性。
在温室气体回收利用中,选择适当的热力学循环对于实现高效能源回收至关重要。
首先,需要考虑温室气体的性质和排放量。
不同的温室气体具有不同的热特性,例如二氧化碳的临界温度较高,而甲烷的热导率较低。
因此,在选择热力学循环时,需要充分考虑温室气体的特性,以确保能够高效地回收和利用热能。
其次,需要考虑热力学循环的效率和可持续性。
热力学循环的效率是指其能够将热能转化为机械能的能力。
高效的热力学循环可以最大限度地回收和利用温室气体中的热能,从而提高能源利用效率。
此外,热力学循环的可持续性也是评估其应用价值的重要指标。
可持续性包括对环境的影响、资源消耗和经济成本等方面的考虑。
选择具有较低环境影响和资源消耗的热力学循环可以实现可持续的温室气体回收利用。
除了热力学循环本身的选择,还需要考虑与其配套的设备和系统。
例如,在蒸汽动力循环中,涡轮机和发电机是不可或缺的组成部分。
选择高效的涡轮机和发电机可以提高热力学循环的效率和性能。
此外,还需要考虑废气的净化和处理技术,以确保回收的温室气体不会对环境造成污染。
评估热力学循环在温室气体回收利用中的应用,需要综合考虑技术、经济和环境等多个因素。
技术评估包括热力学循环的效率、可靠性和适用性等方面的考虑。
气气热交换器对燃气锅炉烟气热回收的节能效果分析
气气热交换器对燃气锅炉烟气热回收的节能效果分析周振峰;冯楚隆;朱嘉俊;邴绍洋【摘要】锅炉烟气余热回收利用是重要的节能措施,为分析其余热回收效果.本文利用气气热交换器对低温烟气进行余热回收,并对节能效果和投入成本进行了探究.结果表明,对于排烟温度较低,且锅炉无补水要求的情况,显热回收方式比冷凝热回收方式更适合.另外,低温烟气热回收装置的换热面积需求值与烟气比之间存在极大值,在设计中应避开该最大值对应的烟气比.通过分析比较,气气换热器对烟气余热回收的方法是可行的,且具有良好的节能效果.【期刊名称】《节能技术》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】4页(P146-148,168)【关键词】锅炉烟气;余热回收;节能;烟气比;经济性【作者】周振峰;冯楚隆;朱嘉俊;邴绍洋【作者单位】上海虹桥国际机场公司,上海 200335;上海虹桥国际机场公司,上海200335;上海虹桥国际机场公司,上海 200335;东华大学环境科学与工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TK018随着我国经济的快速发展,煤炭、电力、石油和天然气需求量逐年增加,资源能源的节约利用势在必行。
高温烟气携带大量热量直接排放到空气中,不仅对环境会产生巨大的影响,对能源也造成了极大的浪费。
因此探寻锅炉烟气余热回收利用的途径,将锅炉的烟气余热进行合理利用,成为重要的研究方向。
然而,已有关于烟气热回收的研究和应用中,绝大多数都是针对排烟温度较高的情况进行的[1-8]。
关于低温烟气的热回收研究少有人涉及。
当锅炉排烟温度低时,烟气与工质的传热温差减少,所需传热面积增大,造成换热器管束布置较密集,烟气流动阻力增加,进而引风机电耗增大,最终影响到烟气热回收的节能效果。
实现烟气热回收的常用设备通常有气气热交换器、汽水热交换器以及冷凝式换热器等类型,其中气气热交换器能够将预热后的助燃空气直接通入锅炉,系统较简单,因此本文拟对气气热交换器的节能效果和投入成本等方面进行分析比较,为确定低温烟气的最佳热回收方案提供理论依据。
低Re下板式换热器性能的实验研究及热力学分析
第6卷第1期2007年3月热科学与技术Journa l of Therma l Sc ience and TechnologyV o l .6N o.1M ar .2007文章编号:167128097(2007)0120038207收稿日期:2006207217; 修回日期:2006212228.作者简介:马学虎(19652),男,教授,博士,博士生导师,主要从事相变传热及其强化、低品位热能利用和海水淡化的研究.低R e 下板式换热器性能的实验研究及热力学分析马学虎1, 林 乐1, 兰 忠1,于庆杰1, 于春健1, 白 涛1, 林 英2(1.大连理工大学化学工程研究所,辽宁大连 116012;2.中国石油天然气股份有限公司大连石化分公司技术发展处,辽宁大连 116032)摘要:实验测定了两种不同板式换热器在低R e 条件下(200<R e <1300)的传热性能及阻力特性。
根据实验数据分别从板片波纹的倾斜角、间距、高度等三方面对板式换热器的传热、阻力影响进行理论分析,在低R e 下,从对传热效果影响程度来看,波纹的间距要大于波纹的倾斜角、波纹高度;而对压降的影响,波纹的间距要小于波纹的倾斜角、波纹高度。
根据实验数据回归了相应板片传热系数、阻力系数的经验关联式,计算值与实。
并对板式换热器进行了热力学分析。
为板式换热器在小流量、低流阻情况下的工业应用提供板型设计、流程设计的理论依据。
关键词:板式换热器;低雷诺数;低流动阻力;热力学分析中图分类号:T K124文献标识码:A0 引 言板式换热器自19世纪面世以来,经过一百多年的发展,已广泛应用于石油、化工、食品、冶金、机械、制冷等行业,尤其在低品位能量的回收与利用中,更显示了它的优越性。
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。
板片之间布满网状接触点,流体沿着板间狭小通道流动,其速度大小方向不断改变,形成强烈的湍流,从而破坏边界层,减少液膜热阻,因此,它与常规的管壳式换热器相比,在相同的流动阻力和泵功率消耗情况下,其传热系数要高出很多[1]。
低温热能回收和利用技术研究
低温热能回收和利用技术研究随着能源需求的增长和环境问题的加剧,寻找可再生能源的替代方案变得愈发迫切。
在这方面,低温热能回收和利用技术成为了一个备受关注的领域。
低温热能回收指的是利用工业过程中产生的废热,将其转化为有用的热能,以提供供热或发电等能源需求。
本文将对低温热能回收和利用技术进行研究和探讨,以期为今后的能源转型提供更多可行的方案。
低温热能回收和利用技术的研究旨在充分利用工业过程中的废热,最大限度地提高能源利用效率。
这些废热通常是由工业机械、发电厂、车辆尾气和太阳能热集热器等设备产生的。
由于低温废热温度较低,其能量利用率相对较低,正常情况下很难满足工业和生活的能源需求。
因此,在开发低温热能回收和利用技术的过程中,需要解决以下几个关键问题。
首先,我们需要找到高效的废热回收装置。
低温热能回收装置可以将废热转化为其他形式的能源,例如电能或蓄热等。
其中,热泵技术是一种常用的低温热能回收装置。
热泵通过压缩和膨胀工质,将低温热能提升至高温状态,以满足供热或发电的需求。
此外,热管技术、热交换器、发电机组等也是低温热能回收装置的常见应用。
这些装置的研发和应用能够有效地提高废热的利用率,从而减少能源浪费。
其次,我们需要解决低温热能的传输和储存问题。
由于低温热能的特殊性,其传输和储存方式需要考虑到能量损失和成本效益。
目前,输电线路、蓄热系统和地热井等是常见的低温热能传输和储存方案。
输电线路通过将低温热能转化为电能,实现能源的远距离传输。
蓄热系统则将多余的低温热能储存起来,以备不时之需。
地热井则利用地下的热能进行热储存和传输。
这些技术的研究和应用可以实现低温热能的远距离传输和长期储存,为能源的利用提供更多选择。
最后,我们需要解决低温热能的应用问题。
低温热能可以用于供热、发电、工艺加热等多个领域。
其中,供热是低温热能应用的最主要领域之一。
通过利用废热进行供热,可以节约大量的能源开支,减少对传统能源的依赖。
发电是另一个重要的低温热能应用领域。
热能回收的分析及应用
热能回收的分析及应用工作压力:8.5bar(3)空压机热能回收分析(见表1):加热热水需要的热量:P=QX△TX4.2÷3.6(由热力学公式以及热功当量W=PtQ=cm△TW=Q)P—需要的能量(kWH)∆t—所需的冷却水温升(出水温-进水温)Q—热水量(T)(4)空压机回收热量产生热水用于洗澡分析(见表2):加热热水需要的热量:P=QX△TX4.2÷3.6(由热力学公式以及热功当量W=PtQ=cm△TW=Q)P—需要的能量(kWH)∆t—所需的冷却水温升(出水温-进水温)Q—热水量(T)(5)空压机热能回收节能计算(见表3、表4)备注:1KWH的热量=860大卡=3600千焦;1吨水温度上升1℃需要热量1,000kCal;夏/冬季补水平均温度25℃/10℃;生活热水常规蓄热温度50~55℃;洗澡热水常规用量50-80升/人·次;RO反渗透纯水生产温度25℃;锅炉补水常规预热温度60~70℃。
综合以上分析,将产生极大的经济效益。
4空压机热能回收解决方案4.1喷油螺杆热能回收改造内容(见图2)4.2热能回收装置功能热能回收装置为完整成熟的产品,在欧美国家早已广泛使用,并作为整机可选装置,可随整机成套销售。
其设计原理采用了双回路温控回路,在保证热回收效率最大化的同时,也使设备的油温控制在正常合理的范围,保障了设备的正常运行,对空压机不会产生任何负面影响。
该能量回收系统包括:油/水热交换器,全不锈钢换热器;机械式固定阀芯的温度控制阀;电动可调式水温控制阀(高配);电动可调油温控制阀(高配);进/出水温度、压力就地仪表监测;用于监控进、出水水温的温度传感器(高配);时间节能量统计和单位时间节省成本统计(高配);累计节能量统计和累计节省成本统计(高配);PLC自动控制油温、水温(高配);液晶触屏操作,油温、水温数据调整、显示(高配);权限人操作进入,防止意外修改;风扇变频控制(风冷、高配);可接入远程数据显示(高配);常规旁路系统,用于关闭能量回收系统;必要的管道、支架及螺栓等。
板式热回收的工作原理
板式热回收的工作原理板式热回收是一种高效利用能源的技术,它通过回收废热并将其转化为可再利用的热能。
这种技术在工业生产中得到广泛应用,可以显著降低能源消耗和环境污染。
板式热回收的工作原理可以简单描述为以下几个步骤:热源、热媒介、换热器和热能利用。
热源可以是各种工业过程中产生的废热,比如燃烧炉、锅炉、发动机等。
这些废热通常以高温的形式排放到大气中,造成能源的浪费和环境的污染。
热媒介是将废热从热源传递到换热器的介质。
常见的热媒介有水、油和蒸汽等。
热媒介的选择要考虑到工作温度、热传导性能和安全性等因素。
然后,换热器是实现热能回收的核心设备。
它通常由一系列平行排列的金属板组成,板与板之间形成狭窄的通道。
废热通过一个通道流过,而热媒介则通过相邻的通道流动。
这样,废热就会通过金属板传递给热媒介,实现热能的转移。
热能利用是将热媒介中的热能转化为有用的能源形式。
这可以通过不同的方式实现,比如产生蒸汽驱动涡轮发电机发电,或者直接利用热媒介为生产过程提供热能。
板式热回收技术的优势在于其高效性和灵活性。
相比传统的热回收方法,板式热回收器具有更大的换热面积和更高的传热效率。
此外,由于板式热回收器的结构紧凑,占地面积小,适用于各种工业场景。
除了工业领域,板式热回收技术也可以应用于建筑物和交通运输等领域。
例如,在建筑物的暖通系统中,可以利用废热回收器回收空调排出的废热,用于供暖或热水供应。
在交通运输中,废热回收技术可以应用于汽车发动机和船舶动力系统,提高能源利用效率。
板式热回收技术是一种可持续发展的能源利用方式。
通过回收废热并将其转化为可再利用的热能,可以显著降低能源消耗和环境污染。
随着技术的不断进步,板式热回收技术将在各个领域发挥更大的作用,为可持续发展做出贡献。
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”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
[摘要]用板式换热器回收锅炉出口炉气的余热,用于预热进入沸腾炉的空气,可增加蒸汽产量5%左右,并较好地解决了三氧化硫冷凝和尘的堵塞问题。
以锅炉为中心进行了热力学分析,分析低温余热利用过程中的可用能损失情况。
[关键词]板式换热器;锅炉出口炉气余热回收;低温位热能利用;热力学分析[中图分类号]TQ111.16[文献标识码]A[文章编号]1007-6220(2008)06-0045-03[收稿日期]2008-05-03[作者简介]申屠华德(1941-),男,浙江衢州人,高级工程师,总工程师。
E-mail:zmhjsb@163.comRecovery of heat from boiler exit gas by plate heat exchanger and thermodynamicalanalysis on utilization of low grade heat energySHENTU Hua-de ,ZHANG Zhi-xiao(Zhongming (Zhanjiang )Chemical Machinery Engineering Co.,Ltd ,Zhanjiang ,Guangdong 524031,China )Abstract :The waste heat from boiler exit furnace gas is recovered by plate heat exchanger for preheating the air of entering fluidized bed furnace ,which results in the steam yield increased about 5%,and the sulfur trioxide condensation and the dust blocking solved well.The available energy loss in the process of low temperature waste heat utilization is discussed from the thermodynamic analysis on boiler.Key words :plate heat exchanger ;recovery of heat from boiler exit gas ;utilization of low grade heat energy ;thermodynamic analysis 用板式换热器回收锅炉出口炉气热量及低温位热能利用的热力学分析申屠华德,张志孝(中明(湛江)化机工程有限公司,广东湛江524031)45硫酸生产废热锅炉出口炉气温度一般为350~400℃,或电除尘出口炉气温度320℃左右。
这部分炉气热量的回收利用一直为硫酸工作者所关注。
但要回收这部分热量有2个问题需解决:一是防止三氧化硫的冷凝;二是烟尘对传热设备的影响。
这2个问题一直阻碍着去涉及这一领域,笔者也一直思考如何回收利用这部分热量。
这部分热量如果能利用,不但增加蒸汽产量,而且减轻净化负荷。
2007年中明(湛江)化机工程有限公司在400t /d 硫酸装置的锅炉出口安装了1台板式换热器用于预热进沸腾炉的空气,将空气从40℃预热到130℃,回收的热量可多产蒸汽1.1~1.20t /h ,即9000t /a 左右,增加蒸汽产量约5%,而投资仅30万元左右(包括管道和保温),取得较好的经济效益,同时较好地解决了三氧化硫冷凝和烟尘堵塞的问题。
1用板式换热器回收锅炉出口炉气热量预热空气1.1需注意解决的问题1)提高炉气侧壁温,防止三氧化硫冷凝。
三氧化硫露点,其本质为三氧化硫与水汽结合成硫酸蒸气而冷凝成一定浓度的硫酸。
在炉气的条件下,如果冷凝成硫酸其w (H 2SO 4)一般为90%左右,对普通钢材的腐蚀较为严重,所以无论是省煤器还是换热器都需避免炉气中三氧化硫冷凝。
三氧化硫的露点温度与炉气中的三氧化硫浓度和水蒸气含量有关。
炉气中三氧化硫浓度与焙烧条件有关。
对于硫铁矿焙烧而言,炉气中的三氧化硫浓度主要与尘的颜色有关,尘色从黑色到棕黑色间 (SO 3)为0.05%~0.13%,其分压为50~130Pa 。
水蒸气含量与空气的含水和矿的含水有关:若空气温度按30℃,相对湿度按80%计算;矿的含水主要是块矿和尾砂的区别,含水按1.0%~6%计算。
由此,可计算炉气中水蒸气分压为4000~9000Pa ,在三氧化硫露点图上查得三氧化硫露点温度为◆硫酸◆2008年11月第23卷第6期磷肥与复肥Phosphate &Compound Fertilizer46190~220℃。
当然在三氧化硫露点图上查得的露点温度只能作参考。
根据有的厂低压锅炉使用经验数据,压力0.8MPa(表压)的蒸汽温度为175℃,管壁温度应在185℃左右,这样的低压锅炉只要结构合理也能用4~5年。
但在实际设计“板换”时应设法使炉气侧的壁温≥200℃,较为安全。
如何能提高炉气二氧化硫侧的壁温呢?这就要从换热器的设计中解决。
假如,炉气进板式换热器的温度为320℃,出口温度为250℃,空气进口温度为30℃。
如果按正常的设计炉气和空气为逆流,那么低温端壁温的平均温度只有(250+30)/2=140℃,这样做不到使炉气侧壁温≥200℃。
因此,在设计时采用炉气和空气并流的方式以提高空气进口端炉气侧的壁温,这样平均壁温(320+30)/2=175℃,比逆流设计提高了35℃,但还是<200℃,使用仍然不安全。
所以在设计“板换”时,需使炉气侧的给热系数大于空气侧的给热系数,以提高炉气侧壁温。
设空气侧给热系数为α,炉气侧给热系数为1.5α,并设壁温为t。
如果不考虑钢板的热阻和污垢影响,在进口端则有:(t-30)α=(320-t)1.5α,得t=204℃;在出口端,按热平衡计算空气温度约为130℃,则有:(t-130)α=(250-t)1.5α,得t=202℃。
如果实际操作中空气温度<130℃,可以在空气侧装副线,使板式换热器空气出口温度≥130℃。
以上数据说明,采用空气和炉气并流操作,以及设计“板换”炉气侧的给热系数大于空气侧的给热系数,可以使炉气侧壁温高于三氧化硫的露点温度。
在特殊情况下,例如北方冬天鼓风机出口空气温度可能只有0℃,甚至低于0℃该怎么办?可以设计一个用低压蒸汽加热的空气预热器,先将空气预热到30~40℃,然后再进板式换热器加热,则可确保板式换热器炉气侧壁温高于三氧化硫露点温度。
2)防止炉气中的尘粘附在板壁上造成堵塞。
利用锅炉出口或电除尘出口炉气余热,必须考虑尘对换热器的影响。
用板式换热器可以较好地解决这一问题,因为带尘气体是自上而下流动,尘也随气流而运动。
且尘还有一个重力作用,所以只要不产生冷凝酸,尘就不容易粘附在板壁上。
在设计时气体流道还装有加强气体湍流的装置,使尘不易附在壁上。
1.2用板式换热器回收炉气热量的效果板式换热器参数:硫酸产量17.0t/h炉气含尘30g/m3(标态)炉气进出温度317~250℃空气进出温度40~130℃炉气侧压降450Pa根据酸产量计算空气量26000~27000m3/h回收热量3.0×106~3.15×106kJ/h这台板式换热器使用半年多来进出气体温度没有什么变化,说明传热系数没有下降,基本没有尘粘附在板壁上。
同时也可以说明板式换热器器壁上没有冷凝酸,否则,尘就会粘附在上面。
从这一点分析,我们设计的板式换热器应能长期使用,当然还要经更长时间的考验。
2低温位热能利用的热力学分析硫酸生产过程有大量的低温位废热,把这部分废热利用起来或部分利用起来,对于提高硫酸生产过程的蒸汽产量,从而提高发电量具有很好的经济效益。
本文提到:利用锅炉出口或电除尘出口炉气热量来预热进沸腾炉的空气;用干吸热量来预热汽轮机出来的软水,将其预热到100℃左右;利用转化省煤器将锅炉给水泵出来的104℃水预热到170~180℃。
这几项热能利用如果都能很好做到,可以增加蒸汽产量20%左右,且节省了除氧器的蒸汽,实际发电量增加值超过20%。
2.1预热空气的热力学分析设进沸腾炉的空气为40℃,焙烧过程可做出(1-T0/T)-Q图(见图1)。
图1沸腾炉焙烧过程(1-T/T)-Q图炉气可用能为:E x=∫(1-T0/T)d Q式中T0———环境温度,298K;T———介质温度,K;Q———介质热量,kJ/h。
可以用图解积分(见图1),图中:AB为炉气的2008年第23卷第6期磷肥与复肥47热量,可用能为ABB3A这块面积;AD为锅炉出口烟气带走的热量,其可用能为ADD1A这块面积;CB 段为沸腾层蒸发管移走的热量,可用能为CBB3C1C 这块面积;曲线以上至双点划线这块面积为焙烧过程可用能损失。
现在将空气进行预热,热量为AA2,使沸腾层炉气增加热量为BB1,显然AA2=BB1。
但这二者可用能差别就很大,空气预热后的可用能面积为AA1A2A,而因空气预热炉气增加的可用能为BB1B2B3B,显然后者大于前者很多。
2.2锅炉传热过程和汽包汽水混合的热力学分析以上炉气不是我们所能获得的可用能,实际所能获得的为蒸汽可用能,这里还有锅炉传热过程和汽包中汽水混合的可用能损失,见图2。
图2锅炉传热过程和汽包汽水混合过程(1-T/T)-Q图图2中蒸汽可用能面积为DD2E1G1H2H1B4B1D,其中H1B4B1HH1为沸腾炉产生蒸汽的可用能;G1H2H1G1为过热蒸汽和饱和蒸汽可用能之差。
这里传热过程可用能损失为D2D1B2B4B5H1H2G1D2这块面积;而汽包中汽水混合时热量没有变化,但产生可用能损失,其面积为DD2E1D,这里因为进汽包水为常温水,温度低于饱和蒸汽的温度,混合时产生熵增,引起可用能的损失。
如果将进汽包的水进行预热,因这部分热量是从锅炉以外得到的,所以热量线可向左延伸,假定进汽包的水在锅炉以外预热到蒸汽的饱和温度,那么这时汽包中就没有可用能损失,并且增加了FD 这段热量,可用能增加了FD2DF这块面积。
通常锅炉给水在除氧器中预热到104℃,而现在利用转化的余热将给水预热到170~180℃,既增加了热量,同时减少了汽包中汽水混合的可用能损失。
以上分析提高锅炉给水温度,是减少了汽包中蒸汽的冷凝量,从而增加蒸汽产量,也就减少汽包中汽水混合时的熵增,减少可用能的损失,提高锅炉给水温度,从而提高蒸汽产量的过程,并没有增加锅炉的蒸发量。
锅炉蒸发量是由蒸发管的面积、饱和水温度(或饱和蒸汽温度)和炉气温度决定的。
因此,给水温度高低只与汽包中汽水混合过程有关,而与蒸发管的蒸发过程无关。
因此,在转化系统装省煤器,无论新旧锅炉,其锅炉本体的蒸发面积均不变。