锅炉烟气余热回收方案

2、设计依据
(1) 有关法规与技术标准 《实用节能手册》 《高温烟气余回收节能系统技术条件》 《重力热管技术条件》 《供配电系统设计规范》 （GB50052-95） 《低压配电系统设计规范》 （GB50054-95） 其他相关的建设标准、规范文件 (2) 甲方单位提供的有关资料
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长沙聚华热能科技有限公司
锅炉烟气节能项目
锅炉烟气节能工程设计方案
1、工程概况
（单位名称） 位于 湖南 省 岳阳 市，现有 1 台 10 吨/时蒸汽锅炉和 1 台 6
吨/时蒸汽锅炉用于供暖、卫生热水和中央空调，使用燃料为天然气。锅炉作业时产生 210℃高温烟气直接排放， 浪费大量的能源,因此为锅炉配建节能装置,减少燃料的消耗 是减少环境污染和实现可持续发展战略的重要举措之一。 （单位名称） 以保护环境、 造福人类为宗旨，决定将锅炉烟气余热进行回收，特委托我公司为其编制锅炉烟气节 能治理初步设计方案。供有关部门评审. 3
12.1、工期安排 ....................................................... 10 12.2、售前、售后等技术服务承诺 ....................................... 11
13、 公司简介： ............................................. 12
锅炉运行情况： 冬季：运行 5 个月 1 台 6 吨/小时蒸汽锅炉每天 24 小时运行； 1 台 10 吨/小时蒸汽锅炉每天运行 5～6 小时； 夏季： 运行 3 个月 1 台 6 吨/小时蒸汽锅炉每天运行 10 小时； 运行 4 个月 1 台 10 吨/小时蒸汽锅炉每天运行 8 小时； 全年锅炉总耗气量约：282.31 万 Nm3/年 烟气温度：210℃（锅炉出口处） 目前锅炉补水温度：5-30℃
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长沙聚华热能科技有限公司 系统中水泵的起停与电磁阀的开闭都能手动与自动。 8.3．保护及报警功能：
锅炉烟气节能项目
报警页面可显示水泵故障、温度传感器故障，软水箱低液位提示报警后，可通过 解除报警停止声光报警，但触摸屏会显示报警信息，需排除故障，按下报警复位后恢 复报警。 7
锅炉烟气余热回收工程
方
案
书
长沙聚华热能科技有限公司
2014 年 5 月
长沙聚华热能科技有限公司
锅炉烟气节能项目
目
录
1、工程概况 ................................................... 3 2、设计依据 ................................................... 3 3、设计思想及原则 ............................................. 3 4、设计范围 ................................................... 4 5、锅炉运行及其排放烟气的相关参数 ............................. 4 6、设计目标 ................................................... 4 7、工艺设计及说明 ............................................. 5
6、设计目标
(1) 节能率达到 8%以上， 锅炉补水温度可升温 40-50℃以上， 年节约天然气 28.86 万 Nm3， 年 节能综合经济效益为 86.58 万元； (2) 采用运行成本最低的技术措施，将原锅炉排烟温度从 210℃降低到 70℃左右排 放； (3) 抗腐蚀，节能装置的寿命 10 年以上；
9、节能经济效益分析
9.1 基本参数及计算 本项目热力计算的基本参数于下表所示： 指标 1Nm3 气燃烧产生的烟气量 标态下烟气密度 标态下烟气的比热容 天燃气低位发热值 天燃气价格 天燃气锅炉的效率 热量单位换算 原排烟温度 换热后烟温 具体计算过程如下： （1）烟气量计算 由于 1m3 天然气燃烧产生的理论湿烟气量：10.64Nm3， 燃油燃气锅炉过量空气系数为 1.05-1.20（取 1.1） ， 则 1Nm3 天然气燃烧产生的实际湿烟气量为： Vy=10.64Nm3×1.1=11.604Nm3 符号 Vy ρy λy q Ρ η B W1 W2 单位 Nm3 kg/Nm3 KJ/Kg.℃ Kcal/Kg 元/Nm3 % KJ/Kcal ℃ ℃ 数量 11.6 1.232 1.17 8000.00 3 0.90 4.18 210.00 70.00
烟囱
锅炉烟气
210℃左右 余热回收装置
高温软水箱
原软水箱
锅炉 用用语用户
烟气流程 软水流程 7.2 工艺说明： 每台锅炉烟温还有 210℃，含有大量的热量，为了充分将这部分热量吸收，在锅 炉烟管上安装一台钢铝复合换热器。将烟气温度降到 70℃左右，利用高温烟气余热来 加热锅炉补水。 软水的流程：软水箱软水进入换热器加热，再流入高温水箱，高温水箱液位到达 高液位后，高温水箱内水打入换热器循环加热，锅炉补水从高温水箱内补充.
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长沙聚华热能科技有限公司 (4) 工程投资在六个月内收回.
锅炉烟气节能项目
7、工艺设计及说明
7.1 节能工艺的选定： 锅炉是蒸汽锅炉，锅炉仅有少量蒸汽冷凝回水，进锅炉水温在 30-40℃左右,所以 考虑加热锅炉补水来达到节能目的。 ⑴节能工艺流程框图： 烟气 70℃以下排放 5
10、 经济效益分析 ............................................ 9 11、 工程投资概算 ........................................... 10 12、 工期安排及售后服务 ..................................... 10
8.1、输入显示： ....................................................... 6 8.2．输出控制。 ....................................................... 6 8.3．保护及报警功能： ................................................. 7
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8、自动控制说明（湖南万英自控）：
PLC 控制，触摸屏人机界面 本节能系统自动控制以满足锅炉运行为主，锅炉不能缺水，保温软水箱要有三路液 位控制。 8.1、输入显示： 屏上有 5 路温度显示： 进烟温度 T1、T2：两台换热器烟箱进口温度，温度范围（0-300℃） （不锈钢温 度传感器） 排烟温度 T3、T4：两台换热器烟气出口温度，温度范围 0-200℃； （不锈钢温度 传感器） 保温软水箱温度 T5：温度范围 0-200℃（不锈钢温度传感器） 显示屏上显示保温水箱实时水位。高水位 H1，中水位 H2，低水位 H3。 运行状态显示：屏上还能显示各水泵、电磁阀运行状态。 8.2．输出控制。 循环泵给水泵各一台，2 个电磁阀 F1、F2。 电磁阀 F1（常闭）由进烟温度 T1 控制，高于某个设定温度时开起，低于某温度时 关，该温度可在屏上任意调节； 电磁阀 F2（常闭）由进烟温度 T2 控制，高于某个设定温度时开起，低于某温度时 关，该温度可在屏上任意调节； 给水泵的起停由保温水箱的液位来控制 , 保温水箱液位低于中液位时，给水泵起 动，液位到达高液位时水泵停。 循环水泵的起停由换热器进烟温度及软水箱液位来控制，液位到达高水位时循环 泵起动，到达中水位时循环泵停，但二台换热器进口温度都没达到设定值时循环泵不 起动（锅炉都处于停炉状态），只要有一台锅炉运行（通过换热器进烟温度检测）且 液位到达液位循环泵都会自动运行。 6
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长沙聚华热能科技有限公司 烟气中所含的热量：显热和潜热两种. 显热是烟气温度降低,烟气中的成分不发生相变而放出的热量.
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4、设计范围
4.1 设计范围 锅炉烟气余热回收工程系统设计. 4.2 设计内容 A.烟气节能工艺选择及设计 B.配套设施、电气及控制设计。 4
5、锅炉运行及其排放烟气的相关参数
9、节能经济效益分析 ........................................... 7
9.1 基本参数及计算 ..................................................... 7 9.2 热量平衡计算： ..................................................... 8
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长沙聚华热能科技有限公司 （2）烟气密度计算
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烟气中二氧化碳含量为 8.5%，氮气含量为 71.5%，烟气中水蒸汽含量为 18%，烟 气中氧气含量为 2%。 0OC 烟气密度： ρ=（44×8.5%+28×71.5%+18×18%+32×2%）÷29×1.293 =27.64÷29×1.293=1.232kg/Nm3。 （3）烟气中水蒸汽含量及潜热回收效率计算 天然气组成（体积百分比）为：甲烷占 97%，乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷等碳 氢化合物约占 2%，其余气体（CO2、N2、H2O、H2S 等）约占 1%（《天然气置换手册》中 国建筑工业出版社 2006）。 甲烷(CH4)的密度为 0.717Kg/m3，乙烷(C2H6) 的密度为 1.356Kg/m3。 为简化计算，我们将甲烷以外的碳氢化合物均视同乙烷，并忽略其余气体的化学 反应，则每立方米天然气燃烧后烟气中产生水蒸汽的质量为： CH4 16 0.717*97%=0.695 2C2H6 2*30 1.356*2%=0.027 ω=X1+X1=1.614（Kg/m3） 我们通常按 1Nm3 天然气燃烧后产生水蒸汽 1.6kg 计算潜热。 在烟气温度降至 700C 时， 烟气中约有 30-35% 的水蒸汽的被冷凝析出,我们按ε60℃ =30%保守估算。 9.2 热量平衡计算： + 7O2 = + 2O2 = CO2 + 2H2O 2*18 X1=1.565 4CO2 + 6H2O 6*18 X2=0.049 8
3、设计思想及原则
(1) 本方案遵循投资省、维护管理方便、工艺成熟可靠，设计合理，方便生产的原 则； (2) 不影响锅炉的安全、正常运行； (3) 余热回收系统的运行成本低， 自动化程度高,并实现整个系统运行的自动控制， 以减少人员编制、减小工人工作强度。 (4) 采用目前国内成熟先进的技术和设备，尽量降低工程投资和费用。
7.1 节能工艺的选定： .................................................. 5 7.2 工艺说明： ........................................................ 5 II
8、自动控制说明： ............................................. 6