焙烧炉烟气换热器的设计方案
焙烧炉烟气换热器的设计方案
焙烧炉烟气换热器的设计方案概述：本换热器有如下特点：1、采用夹套式换热器，保持夹套内的水温，以增加凝结在换热面上沥青的流动性。
2、因采用天然气燃料，燃烧后有H2O生成，同时烟气中含SO2，，为延长使用寿命，故夹套换热面材料采用316L不锈钢。
3、烟气流动侧的烟道设有可拆开的烟道盖板，便于人工清除换热面上积沉的沥青。
4、设备参数：设备外形尺寸： 2800（宽）×1800（高）×6000（长）注：由4组2800（宽）×1800（高）拼装成可回收热量：0.7MW，（热水70℃）烟气计算总阻力：800Pa5、附属设备：保温水箱，循环水泵，补水箱，控制系统等一、基本概况焙烧炉采用天然气作燃料，烟气中含有的沥青2700～3500mg/Nm3，粉尘300mg/Nm3，二氧化硫80～400 mg/Nm3，要求烟气温度由140～160℃降低到90～100℃。
并要求采用换热器将烟气中的热量回收，用来产生洗澡的热水及冬天采暖用热水二、换热器设计1、换热器结构形式确定因沥青烟气降温后会成液态，并且会粘附在换热面上，如果粘附在换热面上的液态沥青不流动，就会附着在换热面上，从而就会使热器失效，因此如何很好的保持液态沥青在换热面上的流动性，成为该换热器能否正常使用的关键。
有碳素厂在采用干法工艺（电捕尘法）进行沥青烟气治理合格后，发表作过《碳素厂沥青烟气治理系统设计》的论文。
现摘取部分论述如下：附：沁阳黄河碳素厂所用沥青原料为山东、湖北等地产的中温煤沥青，软化点为60℃，闪点为197℃，烯点温度为218℃。
沥青烟气的特点是易粘附，在一定温度之上易燃爆。
在沥青烟气的收集、输送及消烟过程中，极易粘着管道及设备表面形成液态至固态沥青。
固结后的沥青很难清除掉，往往造成管道堵塞、设备破坏，使系统无法正常运行。
从表4数据可以看出粉尘对混合物流动性的影响，当含煤尘比例小于16．6％时，混合物缓慢流动温度为80℃。
焙烧炉烟气余热回收及利用技术
2023年 5月下 世界有色金属17冶金冶炼M etallurgical smelting焙烧炉烟气余热回收及利用技术罗振勇（贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州 贵阳 ５５００８１）摘 要：本文介绍了一种氧化铝厂气态悬浮焙烧炉烟气余热回收以及将回收的烟气余热用于氧化铝生产的节能新技术。
本技术采用喷淋冷却塔对高温焙烧炉烟气进行喷淋冷却，通过直接换热方式，烟气中的水蒸汽释放其潜热，大部分热量回收进入喷淋循环水中。
升温后的循环水再与经过真空闪蒸后的蒸发原液进行热交换，使真空闪蒸后的原液温度升高，温度升高后的蒸发原液再返回进行真空闪蒸，最终蒸发原液浓度得到提高，降低了蒸发工段低压蒸汽消耗，节约了氧化铝生产的综合能耗。
本文对焙烧炉烟气余热回收及利用技术进行了热平衡计算和运营成本估算，分别从技术和经济角度分析了本技术应用于氧化铝生产企业的可行性。
关键词：焙烧炉；烟气余热；水蒸汽潜热；回收及利用中图分类号：Ｘ７０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－００１７－３The Recovery and Utilization of Waste Heat Technology for Calciner Flue GasLUO Zhen-yong（Ｇｕｉｙａｎｇ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００８１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇａｓ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃａｌｃｉｎｅｒ ｉｎ ａｌｕｍｉｎａ ｐｌａｎｔ， ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｒｅｃｙｃｌｅ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ａｎｄ ａｐｐｌｙ ｉｔ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ． Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｐｒａｙ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｏｆ ｃａｌｃｉｎｅｒ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ． Ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｗａｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｆｒｏｍ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｉｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｗａｓ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｉｎｔｏ ｓｐｒａｙ ｗａｔｅｒ． Ｔｈｅ ｗａｒｍｉｎｇ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｈｅａｔ ｔｏ ｓｐｅｎｔ ｌｉｑｕｏｒ ａｆｔｅｒ ｖａｃｕｕｍ ｆｌａｓｈｉｎｇ． Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｎｔ ｌｉｑｕｏｒ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｂｅｆｏｒｅ． Ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｔｅａｍ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｂｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｓａｖｅｄ． Ｔｈｅ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａｌｕｍｉｎａ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒｏｍ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｖｉｅｗ．Keywords: Ｃａｌｃｉｎｅｒ； Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ ｏｆ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ； Ｌａｔｅｎｔ Ｈｅａｔ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ； Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０３作者简介：罗振勇，男，生于１９８２年，满族，辽宁开原人，硕士研究生，工程师，研究方向：氧化铝生产工艺设计及研究。
催化燃烧装置板式换热器设计
板式换热器设计说明
换热器是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现热量传递的节能设备，让热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到所需的温度。
不仅可以满足工艺条件的需要，而且可以提高能源利用率。
换热器主要分为间壁式换热器、蓄热式、混合式，其中间壁式换热器可分为板式、管式、夹套式等。
换热器应用十分广泛，主要应用于石油、化工、制药、暖通、能源、环境治理等行业。
VOCs治理过程中，部分处理工艺会用到换热器，比如蓄热室氧化、催化燃烧等处理工艺。
其中催化燃烧工艺必须含有换热器，制造商主要采用板式和管式换热器。
此文主要来讲述催化燃烧板式换热器设计，催化燃烧整体装置设计以后再述。
假设处理风量6000Nm3/h，热效率70%，选用1mm换热板，板间加挡板，加强湍流。
具体设计数据如下表：。
烟气余热利用换热器设计与计算
1.毕业设计（√）2.论文（）
题目来源
科研课题（）生产实际（）自选题目（√）
主
要
内
容
1根据废气排放特点，进行换热器热力计算
2进行换热器结构设计计算
3完成换热器辅助计算及强度校核
4英文文献及翻译
5完成CAD绘图。
基
本
要
求
1．设计工作要严格按照余热锅炉行业相关标准及规范进行
2．在熟练掌握相关理论和标准的基础上，独立完成所有的设计内容，达到设计的目标。
热管传热技术于20世纪60年代由美国的科学家所发明[2]，是利用真空管内工质的蒸发、凝结和循环流动而传递热量的部件，因此具有传递热流大，传热效率高的优点。其中，热管气-气换热器是热管理论应用的杰出代表和成功范例，正在逐步取代传统的管壳式换热器成为各种换热场所的首选。
热管换热器应用的主要领域是各种场合的余热回收系统中，以实现节能减排的目的。我国的能源问题在进入21世纪后日趋严重，据有关报道，我国三分之二的能源被热力电力企业所消耗，而我国工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，但工业发达国家的燃煤工业锅炉运行热效率高达85%，在资源和能源日益缺乏的今天，如果我国所有的锅炉热效率能够提高10%，那么节约的能量将媲美三峡水库一年的发电量。所以，提高锅炉效率，前景十分广阔。
1.2
热管的产生和发展，起源于空间事业的开发。1942年高格勒(P.S.Gaugler)首次提出标准热管。以后，高格勒虽然不断改进毛细吸液芯的结构，然而由于受到当时科学水平的限制，未能得到实用性的开发和利用。
由于宇航事业发展的需要，20世纪60年代，标准热管的概念重新被提出。1962年，美国人特里佛森（L.Trefethen）在向美国通用电气公司的报告中指出，可以把这个原理利用到空间系统里去，但这种倡议并未经试验证明，亦未能付诸实施。
烟气换热计算与过程设计0601
01
换热器的应用及选型
02
管式换热器工艺计算
03
换热器常规经验参数
04
换热器实例计算分析
目录
应用背景
换热器也称热交换器，是把热量从一种介质传给另 一种介质的设备。
换热器广泛应用于广泛应用于化工、能源、机械、 交通、制冷空调、航空航天以及日常生活等各个领 域。 换热器不仅是保证某些工艺流程和条件而广泛采用 的设备，也是开发利用工业二次能源，实现余热回 收和节能利用的主要设备。
对于如图所示的简单多程交叉流， 只要折流一方的折流次数多于4次，就 可以按纯逆流或纯顺流来计算。
对于复杂的多程交叉流
tm
tm
ctf
tm ctf 为冷、热流体进、出口温度相同情况下逆流时
的对数平均温差；为小于1的修正系数，
f P, R
P t2 t2 t1 t2
R t '1 t1 t2 t2
在以上三种类型的换热器中间壁式换热器的用量最大，是 占主导地位的换热器型式。
设计流程 传热表面的 工作特性 几何参数
流体及材料 的热物理
性质
换 热
换热器 设计指标
总体布置： 选定类型、结构及材料
流动形式
热设计 传热计算 流阻计算
器
传热表面
优化分析
工
艺
评价依据
设 计 流 程
最
佳 设
评价和抉择
计
可
供 选
结构设计：
择
构造、强度、振动、
的
密封、工艺、维修等
方
案
择优条件
设计指标
1. 已知热流体热量 qm1，温度 T1、T2，t1 冷却介质 温度 t1
烟道式换热器设计
设计要求：设计一台利用铜精炼反射炉（燃重油）的烟气余热助燃空气的烟道式光管钢管换热器，设计条件如下：1)如换热器的平均烟气标况流速:2)如换热器的烟气温度：=600℃3)如换热器的空气标况流量：=1.534)如换热器的空气温度：20℃5)出换热器的空气温度：6)地下水平烟道的断面尺寸：W*H=1392mm*1700mm7)烟气成分（V/V，%）O成分（V/V）% 5.85 6.70 3.70 4.65 79.10换热器结构初步确定.流道安排、流动方式及行程确定烟道式换热器一般不设金属外壳，空气在管内流动而烟气在管外流动；由于换热器设置在水平烟道内，烟气与空气设计成正交逆流流动；受烟道高1700mm的限制。
空气每个行程的换热管有效长度初步设定为1600mm，换热器设计成1——2n行程，即烟气为一行程，空气为2n行程。
.换热器规格选用5.3mm 60⨯φmm 热轧无缝管，规格满足GB8162-87、GB8163-87要求。
(3).换热管排列考虑清灰方便，管群按正方形排列，并取管中心距12.0060.022S S 21=⨯===d （m ）。
取空气在管内的标况流速s m c 10=ω，管内径m d i 053.0=，其流通界面积200022.0m f =。
一个行程空气侧需要流通界面积为：153.01053.1===c c V f ω（2m ） 一个行程需换热管根数700022.0153.0N 0===f f （根）。
烟道断面宽度m 392.1B =，则在其宽度上排列的换热管列数为：1012.006.03392.131=⨯-=-=S d B m （列） 顺烟气流向排列M 排，则71070===M m n （排）。
一个行程管群的排列见图4-13。
二.换热器的热计算在换热器热计算中，假定换热器无换热损失、两流体在换热器中无流量损失、无变相、比热容不变、仅有显热变化。
（1）有效换热量Q所谓有效换热量是指空气从C 20︒被加热到C 400︒从烟气所吸收的热量。
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。
催化燃烧装置板式换热器设计
催化燃烧装置板式换热器设计引言：催化燃烧是一种常见的燃烧方式，通过在催化剂的作用下，将燃料与氧气在合适的温度和压力下反应，快速释放能量。
催化燃烧具有高效、低污染排放等优点，因此在工业领域得到广泛应用。
而板式换热器是一种常用的换热设备，它通过多个板片与流体接触，实现热量传递和能量转换。
本文将对催化燃烧装置板式换热器的设计进行探讨。
1.设计目标1.1高热效率：优化换热器结构，最大限度地提高热量传递效率，使燃料和氧气之间的热量交换达到最佳状态。
1.2设计稳定性：选择合适数量和材质的板片，使其具有良好的结构稳定性，能够承受高温高压环境下的运行。
1.3防堵塞设计：通过适当的结构和管道设计，减少催化剂的堵塞风险，保证正常的燃烧效果。
1.4节能优化：在满足热量传递效率的前提下，减少能源消耗，提高能源利用率。
2.设计步骤2.1确定换热器的工作条件：包括压力、温度、流量等参数。
2.2确定换热器的结构类型：根据需求选择适合的板式换热器结构类型，例如平板式、波纹式、蜂窝式等。
2.3确定换热器的核心组件：板片是板式换热器的核心组件，选择合适数量和材质的板片，以满足换热需求。
2.4设计换热器的传热面积：根据工艺要求和换热介质的热量计算，确定换热器的传热面积。
2.5设计流体通道：根据流体的流动特性和换热要求，设计合理的流体通道，以提高热传导效果。
2.6设计结构支撑：考虑换热器在高温高压环境下的结构稳定性，设计合适的结构支撑，防止变形和破裂。
2.7优化设计：根据实际使用情况，对换热器的设计进行优化，包括减少能源消耗、降低排放等方面。
3.设计要点3.1材料选择：选择耐高温、耐腐蚀的材料，以满足高温高压环境下的使用需求。
3.2结构设计：合理设置流体通道，确保流体在换热器中的均匀分布，避免产生死角和积聚。
3.3清洁维护：设置易于清洗和维护的装置，以保证换热器的正常运行和长寿命。
3.4节能设计：通过优化流体通道、增加流道的长度、增加板片数量等方式，降低换热过程中的能量损失。
玻璃窑尾烟气热管换热器的设计
玻璃窑尾烟气热管换热器的设计摘要：玻璃窑是高耗能、低能效的生产行业，虽然目前有些玻璃窑配备了余热锅炉用来进行余热回收，但排烟温度还是较高，存在着余热利用不充分的现象。
本文为某玻璃窑尾烟气设计了一台热管换热器，可以充分利用余热资源，解决腐蚀和堵、积灰等问题，也给相同工况余热利用提供了参考。
关键词：热管;迎风面宽度;透过系数;翅化比;翅化效率;净自由容积;当量直径引言节能减排是国家“十二五”计划的关键任务，是可持续发展的重头戏。
作为高耗能、低能效大户的玻璃生产企业，一直以来是节能改造的重点对象。
比较普遍的做法是对窑炉产生的烟气进行余热回收，在窑炉尾配备换热器将500℃的烟气进行余热回收，产生一定压力、温度的蒸汽，用于发电、生产或生活使用，从而提高能源的利用效率。
本文拟针对某小型玻璃窑余热锅炉利用后50000Nm3/h、300℃的烟气采用热管换热器进行余热二次利用，来提高玻璃窑进气温度。
1.热管换热器计算方法及步骤1.1热管换热器的计算方法热管换热器是由若干独立传热的热管按一定的排列方式所组成，目前均采用重力式热管作传热元件。
换热器设计计算的主要任务在于求取总传热系数U，然后根据平均温差ΔT及热负荷Q求得总传热面积A，从而定出管子根数N。
热管气-气换热器传热计算的热平衡方程为：2.热管换热器的设计计算2.1确定基本条件参数热源条件为50000Nm3/h、300℃的烟气，经过换热器后出口温度200℃，空气进口温度20℃、流量49500Nm3/h。
采用热管长2.5m，外径25mm、内径20mm，热管横纵向间距分别为65mm和90mm，翅片高12.5mm、厚1mm、间隙6mm。
2.2工艺计算2.2.1计算总传热量Q烟气的定性温度为：（式6）根据假定情况下的定性温度确定空气的热物理参数，计算空气侧的热量。
再根据计算的与总传热量Q进行比较，通过调整假定的出口温度逐步逼近准确值。
设迭代精度及步长分别为0.5和0.1，最终得到为125.5℃，定性温度为72.75℃。
浅谈焙烧炉烟气余热的回收利用和
浅谈焙烧炉烟气余热的回收利用和介绍了一种焙烧炉烟气余热回收利用的设计方案。
对铝工业制造当中产生的烟气中各种污染物的成分及防治措施，通过分析比较，提出了一种有效的焙烧炉烟气余热回收利用的设计方案，可减少烟气排放量及污染物浓度，同时大大降低了工业成本，并提高了经济效益与社会效益。
标签：焙烧炉；烟气成分；余热回收；经济效益前言目前，我国正处在经济持续高速发展时期，各个企业积极实行余热回收不仅可以为其带来经济效益，而且也是社会责任的体现。
国家对节能环保也加大了支持力度，对环保达标的企业给予补贴。
同时各个氧化铝企业为了增加市场竞争的砝码，降低氧化铝制造成本，加大了对各环节温度回收的探索与投入，但真正能够实现从焙烧炉烟气中回收热量的企业只占少数。
1 系统简介1.1 热管工作原理密闭的管内先抽成负压，在此状态下充入少量液体，在热管的下端加热，管内空间处于负压状态下，管内工作液体吸收外界热量而汽化为蒸汽，在微小的压差作用下流向热管上端，并向外界放出热量，且凝结为液体，该液体在重力作用下，沿管壁返回到加热端，并再次受热汽化如此反复循环，连续不断地将热量由一端传向另一端。
由于是相变传热，因此管内热阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管特有机理，使冷热流体间的换热均在管外进行，可以方便地进行强化传热。
1.2 分离循环式热管换热器方案说明分离循环式热管换热器，是在原分离式热管换热器基础上改进的专利产品。
其工作原理是通过热管管束（受热面）受热，使管内工质汽化，把热传至共用冷凝室加热锅炉补水。
这种传热方式在低温烟气余热回收中有三个优点：①可调性；可调整热管管壁温度，使壁温高于露点。
②再生性；热管的工作效率每年都递减8～10%，只要热管没有损坏，即可重新补充、灌装工质抽真空。
③可视性：通过液位计，可直观地看到热管的工作状态。
1.3 项目的提出及必要性某公司现有焙烧炉一座。
排烟温度145℃-1150℃左右，烟气量约150000Nm3/h。
锅炉烟气余热回收利用热水设计方案
锅炉烟气余热回收利用热水设计方案1. 背景介绍随着能源资源的日益稀缺和环境保护意识的增强，热能的回收利用成为了一个重要的课题。
在许多工业生产过程中，锅炉排放出的烟气中蕴含着大量的热能，如果能够有效地回收和利用这部分热能，不仅可以提高能源利用效率，还可以减少对环境的污染。
本文将介绍一种锅炉烟气余热回收利用的热水设计方案。
2. 方案设计2.1 方案原理该方案的基本原理是通过烟气余热回收装置将锅炉排放出的烟气中的热能转移给热水，使其升温。
具体来说，主要包括以下几个步骤：1.烟气余热回收装置：通过安装在锅炉烟道中的余热回收装置，将烟气中的热能吸收并传递给回收系统。
2.热水回收系统：将余热回收装置中吸收的热能传递给热水。
可以通过热交换器等方式，将烟气中的热能转移给冷却的热水，使其升温。
2.2 设计方法2.2.1 烟气余热回收装置的选择根据实际情况，选择合适的烟气余热回收装置。
常见的回收装置包括烟气预热器、烟气蓄热器等。
根据需要，可以选择不同的装置进行组合使用，以达到最佳的热能回收效果。
2.2.2 热水回收系统设计在设计热水回收系统时，需要考虑以下几个方面：1.热水系统容量：根据需求确定热水系统的容量，包括热水储存容量和流量。
2.热交换器设计：选择适当的热交换器，并根据热水流量、温度差等参数进行设计。
3.系统管道布局：合理设计热水回收系统的管道布局，以确保热能的高效传递和利用。
2.3 设计参数在进行具体的设计过程中，需要确定一些关键的参数，包括：1.烟气温度：根据实际情况测量或估算锅炉烟气的温度。
2.热水需求量：根据实际使用需求确定热水的流量和温度。
3.热交换器效率：根据热交换器的类型和设计参数，估算其效率。
3. 实施方案在确定了具体的设计方案和参数后，可以进行实施。
具体实施过程包括以下几个步骤：1.确定设备和材料：根据设计方案，选择合适的设备和材料，包括烟气余热回收装置、热交换器等。
2.设备安装和调试：按照设计方案，进行设备的安装和调试工作，确保设备能够正常运行。
换热器课程设计任务书09(I)烟气余热利用换热器设计
序号 姓名学号 班级 电话备注1 09032 0903 3 09034 09035 09036 09037 0903 80903烟气余热利用钢管换热器设计计算（1）一、设计任务：设计某一有色熔炼炉烟气余热锅炉的给水加热烟道式钢管换热器（省煤器）。
二、设计条件如下：（1）熔炼炉垂直烟道的断面尺寸：mm 1700mm 1392⨯=⨯H W （2）烟气成分（V/V , %）CO 2 CO H 2O O 2 N 2 SO 2 含尘g/Nm 3 成分(V/V)%16.7%1.44%6.02%1.5774.20.07178（3）入换热器的平均烟气标况流量：V h =18715m 3/h; （4）入换热器烟气温度：t h,i =400℃； （5）出换热器烟气温度：t h,o =200℃（6）入换热器水温：t c,i =20℃，压力p=4.0 MPa ； （7）入换热器水流量：q c =2.22 kg/s; 三、设计工作要求：（1）确定换热器结构：（2）换热器热计算（包括设计计算与冷流体出口温度的校验计算） （3）流体流动压降计算 （4）换热器技术性能 （5）总结（6）上交材料：设计说明书，换热器总图（1#）（手画） 参考文献[1] 杨世铭, 陶文铨. 传热学. 北京：高等教育出版社，2006. [2] 钱颂文. 换热器设计手册. 北京：化学工业出版社，2002.[3] 机械工程手册电机工程手册编辑委员会.机械工程设计手册（动力设备卷）(第二版). 北京:机械工业出版社,1997[4] 有色冶金炉设计手册编委会.有色冶金炉设计手册.北京:冶金工业出版社,2000 [5] 余建祖.换热器原理与设计.北京:北京航空航天大学出版社,2006 [6] T.Kuppan.换热器设计手册.北京:中国石化出版社,2004烟气余热利用钢管换热器设计计算（2）一、设计任务：设计某一有色熔炼炉烟气余热锅炉的给水加热烟道式钢管换热器（省煤器）。
一种烟气换热器制作方法及图纸
一种烟气换热器制作方法及图纸一种烟气换热器制作方法及图纸是由张小力发明，本发明提供了一种烟气换热器，用于将燃气发动机产生的烟气的热量交换给制冷剂，具有这样的特征，包括：第一壳体，为封闭的壳体，具有烟气入口和烟气出口;制冷剂换热单元，包括制冷剂入口、换热组件以及制冷剂出口，换热组件的至少一部分设置在第一壳体内，换热组件包括制冷剂换热通道和翅片，其中，烟气从烟气入口进入第一壳体内，流经制冷剂换热通道外侧和翅片，把烟气中的热量传递给制冷剂换热通道内的制冷剂后，从烟气出口流出。
1.一种烟气换热器，用于将燃气发动机产生的烟气的热量交换给制冷剂，其特征在于，包括：第一壳体，为封闭的壳体，具有烟气入口和烟气出口;制冷剂换热单元，包括制冷剂入口、换热组件以及制冷剂出口，所述换热组件的至少一部分设置在所述第一壳体内，所述换热组件包括制冷剂换热通道和翅片，其中，所述烟气从所述烟气入口进入所述第一壳体内，流经所述制冷剂换热通道外侧和所述翅片，把烟气中的热量传递给所述制冷剂换热通道内的制冷剂后，从所述烟气出口流出。
2.根据权利要求1所述的烟气换热器，其特征在于：其中，所述换热组件为翅片盘管换热器、微通道换热器、板翅式换热器中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的烟气换热器，其特征在于：其中，所述换热单元还包括分液器和汇流排，所述制冷剂换热通道通过所述分液器与所述制冷剂入口连接，所述制冷剂换热通道通过所述汇流排与所述制冷剂出口连接。
4 .根据权利要求1所述的烟气换热器，其特征在于：其中，所述烟气入口设置在所述第一壳体的顶部，所述烟气出口设置在所述第一壳体的侧壁上。
5.根据权利要求1所述的烟气换热器，其特征在于：其中，所述第一壳体为长方体状。
6.根据权利要求1所述的烟气换热器，其特征在于：其中，所述换热组件的一部分设置在所述第一壳体内，用于从所述烟气中吸热，所述换热组件的另一部分设置在所述第一壳体外，用于从周边空气中吸热。
7.根据权利要求1所述的烟气换热器，其特征在于：其中，所述换热组件的材料为不锈钢、铜、铝中中的至少一种，所述第一壳体的材料为不锈钢或铝。
催化燃烧装置管式换热器设计
催化燃烧装置管式换热器设计
管式换热器的设计对于催化燃烧装置的性能至关重要。
以下是管式换热器设计的一些重要考虑因素：
1.热负荷：根据催化燃烧装置的工作原理和设计参数，确定换热器所需的热负荷。
这取决于燃料种类、燃烧温度和废气流量等因素。
2.材料选择：在催化燃烧装置中，换热器需要能够耐受高温和腐蚀性气体的影响。
因此，选择合适的耐热合金材料非常重要。
3.结构设计：换热器的结构设计应该具有良好的换热性能和流体力学性能。
一般来说，管式换热器的结构包括内外管壳、管板、管束等部分。
4.管束布置：管束是换热器的关键部分，它影响热效率和压降。
在设计中，应根据热负荷和废气流量等参数，合理布置管束，以实现最佳的换热效果。
5.热工计算：换热器的热工计算是设计过程中的重要步骤。
通过热工计算，可以确定合适的换热面积和传热系数，以满足燃烧设备的要求。
6.清洗和维护：由于催化燃烧装置中会产生反应产物，换热器需要定期清洗和维护，以保证其正常运行。
因此，在设计中应考虑到换热器的可维护性和易清洗性。
总结起来，催化燃烧装置管式换热器的设计需要考虑热负荷、材料选择、结构设计、管束布置、热工计算以及清洗和维护等因素。
通过合理的设计，可以提高催化燃烧装置的热效率和性能。
高温烟气余热换热器结构设计的优化
高温烟气余热换热器结构设计的优化
随着工业化进程的推进和节能、减排的要求，高温烟气余热利用已经
成为了一项重要的工程技术。
而在烟气余热利用设备中，高温烟气余
热换热器的优化设计对于提升能量利用效率具有重要作用。
在高温烟气余热换热器的结构设计中，需要考虑以下几点：
1. 换热器的材料选择。
由于高温烟气中腐蚀性物质含量较高，因此，
在选择换热器材料时，需要考虑其对于腐蚀的抵抗能力。
通常选用耐酸、耐高温的钢材或合金材料。
2. 换热器的结构形式。
现阶段，常见的换热器结构形式有管式换热器、板式换热器、螺旋式换热器等。
不同的结构形式对于流体的流动、换
热效率和清洗维护都有不同的影响，因此需要根据具体使用场景选择
合适的结构形式。
3. 换热器的换热管布置方式。
在管式换热器中，换热管的布置方式直
接影响了换热效率。
常见的布置方式有对流式、层流式和螺旋式等，
对于不同的烟气流动状态，需要选择合适的换热管布置方式。
4. 换热器的清洗维护方式。
由于高温烟气中含有大量灰尘和颗粒物，
因此换热器的清洗维护非常重要。
通常采用水洗和压缩空气清洗两种
方式，需要在结构设计中考虑清洗维护的便捷性。
总之，高温烟气余热换热器结构设计的优化需要从材料选择、结构形式、换热管布置方式和清洗维护方式等多个方面综合考虑，并根据具
体的使用场景进行合理的选择。
这样才能最大程度地提升烟气余热的
利用效率，实现节能减排的目标。
含硫含尘烟气的换热方案设计
1、确定露点温度当原料中含有S且在高温下燃烧时，会产生SO2，少量SO2与O2反应形成SO3，根据烟气中SO3和水分含量的不同，露点温度也不相同。
SO3含量越高，露点越高；水分含量越高，露点越高。
对一含硫烟气进行余热回收，首先要确定其露点温度。
当我们知道了气相中S03和H20的含量，将其换算成气相分压，就可以通过露点温度图或由霍夫露点计算式得出露点温度。
换热器设计时要求换热管管壁的温度要高于露点20 ℃～30 ℃，从而有效防止换热元件的低温露点腐蚀和积灰。
2、换热元件的选择对于含硫烟气的余热回收一般情况下应选择热管换热器，热管换热器的换热元件是热管。
在余热回收领域热管换热器比较常规间壁式换热器有两大优势：a）壁温可调；b）冷热侧均可缠绕翅片扩展受热面。
烟气的余热回收以提高经济效益为目的，而热管换热器中热管的价值占换热设备总造价的比值达75%～85%，因此选择一种造价低廉、运行平稳的热管在余热回收换热器的设计中意义重大。
热管种类很多，在烟气余热回收中通常采用钢水重力热管，碳钢水重力热管结构简单、制作方便，所用工作液体水无毒无味，汽化潜热大，黏度低，传热性能稳定，工作温度较宽，30 ℃～250 ℃。
因此在基本解决了碳钢水的相溶性问题后，逐渐成为烟气余热回收中的首选。
3、壁温的调整存在露点腐蚀的情况下，设备材质无论采用碳钢还是不锈钢，使用寿命一般不超过1 a。
如果烟气含尘较多，管壁温度又低于露点，设备通常是因积灰堵塞换热面而失效。
因此将管壁温度提高至露点以上是热管换热器换热是否成功的关键。
当不考虑热损的情况下，热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量，则换热量Qx为：Qx=UhAh（th-tv）=UcAc（tv-tc），（1）式（1）中，Qx为换热量W；Uh、Uc为热侧和冷侧的传热系数；Ah、Ac 为热侧和冷侧的传热面积m2；th、tc为热侧和冷侧的流体温度℃；tv 为热管内部工质的蒸汽温度℃。
由式（1）可以看出通过调整Uh、Ah和Uc、Ac的值，可使热管的蒸汽温度tv接近热流体或远离热流体温度。
烟气余热利用的热管式换热器设计.wps
前言人类迄今已有400万年的历史，在这期间，人类从学会使用火开始，经过石器、铁器时代，直到近代工业化革命，各种技术发明使人类文明到达了一个前所未有的高度。
同时，人类消耗的能源也日益增长，其中煤、石油等是今天主要的能源来源。
今天，能源更是人类社会赖以生存和发展的物质基础，在国民经济中具有特别重要的战略地位。
余热回收是合理利用能源、节约能源、提高能源利用率等方面不可忽视的问题。
热管是一种具有高效传热性能的元件，它可利用很小的截面积远距离传输大量热量而无需外加动力。
热管式换热器具有输热能力大、均温性能优良、传热方向可逆、热流密度可变、适应环境能力较强、阻力损失较小等优点，所以热管式换热器能较大限度的回收利用低品位余热。
本设计包含三个方面的内容:第一、热管换热器结构方案论证。
根据实际所给条件和传热特点，确定最为合适的结构方案；第二、热力计算。
根据传热公式和结构布置特点，确定设计方案满足设计实际要求；第三、校核受压元件，主要是热管的强度校核，确保其安全可靠。
由于我对热管换热器的知识掌握水平有限，设计中肯定存在一些问题和不足，还请各位老师提出宝贵的意见。
著者：何鑫业二零一二年六月六号于兰州理工大学目录摘要 (1)Abstract (1)第一章热管及热管换热器 (2)1.1 热管 (2)1.2 热管的发展历程及应用领域 (3)1.3 热管技术在工业余热回收中的应用 (6)1.4 热管换热器的特点及优势 (6)1.5 热管的工作原理及特性 (9)1.6 热管的相容性及寿命 (13)第二章热管换热器的计算理论及方法 (15)2.1 热管的材料及温度 (15)2.2 热管的强度及最大传热功率 (16)2.3 热管换热器的设计计算方法 (17)2.4 总换热系数的求解理论及方法 (21)2.5 热管换热器的离散计算法理论 (31)2.6 热管换热器的定壁温计算法理论 (37)第三章热管换热器的流程及结构设计 (39)3.1 流程设计 (39)3.2 整体的结构布置方式 (40)3.3 热管的结构参数选择 (40)第四章热管换热器的热工计算 (42)4.1 设计条件及任务 (42)4.2 热平衡计算 (42)第五章热管换热器的结构设计及强度计算 (51)5.1 材料 (51)5.2 壳体及隔板厚度设计 (51)5.3 隔板的结构设计 (52)5.4 热管的强度校核 (52)第六章热管及热管换热器的工艺及试验处理 (54)6.1 清洗 (55)6.3 真空处理 (57)6.4 检验 (58)6.5 焊接工艺 (58)6.6 热管换热器的安装运行及维护 (60)总结 (64)参考文献 (65)附录：英文翻译 (66)致谢 (79)烟气余热利用的热管式换热器设计过程装备与控制工程 08150432 何鑫业指导老师：卢小平摘要能源是发展国民经济的重要物质基础，是人类赖以生存的必要条件，能源的开发和利用程度直接影响着国民经济的发展和人民物质文化生活水平的提高，余热回收是合理利用能源、节约能源、提高能源利用率等方面不可忽视的问题。
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焙烧炉烟气换热器的设计方案
概述：
本换热器有如下特点：
1、采用夹套式换热器，保持夹套内的水温，以增加凝结在换热面上沥青的流动性。
2、因采用天然气燃料，燃烧后有H2O生成，同时烟气中含SO2，，为延长使用寿命，故夹套换热面材料采用316L不锈钢。
3、烟气流动侧的烟道设有可拆开的烟道盖板，便于人工清除换热面上积沉的沥青。
4、设备参数：
设备外形尺寸： 2800（宽）×1800（高）×6000（长）
注：由4组2800（宽）×1800（高）拼装成
可回收热量：0.7MW，（热水70℃）
烟气计算总阻力：800Pa
5、附属设备：保温水箱，循环水泵，补水箱，控制系统等
一、基本概况
焙烧炉采用天然气作燃料，烟气中含有的沥青2700～3500mg/Nm3，粉尘
300mg/Nm3，二氧化硫80～400 mg/Nm3，要求烟气温度由140～160℃降低到90～
100℃。
并要求采用换热器将烟气中的热量回收，用来产生洗澡的热水及冬天采暖用热水
二、换热器设计
1、换热器结构形式确定
因沥青烟气降温后会成液态，并且会粘附在换热面上，如果粘附在换热面上的液态沥青不流动，就会附着在换热面上，从而就会使热器失效，因此如何很好的保持液态沥青在换热面上的流动性，成为该换热器能否正常使用的关键。
有碳素厂在采用干法工艺（电捕尘法）进行沥青烟气治理合格后，发表作过《碳素厂沥青烟气治理系统设计》的论文。
现摘取部分论述如下：
附：
沁阳黄河碳素厂所用沥青原料为山东、湖北等地产的中温煤沥青，软化点为60℃，闪点为197℃，烯点温度为218℃。
沥青烟气的特点是易粘附，在一定温度之上易燃爆。
在沥青烟气的收集、输送及消烟过程中，极易粘着管道及设备表面形成液态至固态沥青。
固结后的沥青很难清除掉，往往造成管道堵塞、设备破坏，使系统无法正常运行。