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余热利用解决方案
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余热回收方案

余热回收方案

时间:2016-02-25 17:41来源:亚英体育环保 作者:佚名 点击:
 

1. 概述

1.1. 工程承揽方简介

××换热设备有限公司下设空气冷却器、余热回收装置以及锅炉压力容器类产品制造三个事业部。公司拥有一支经验丰富的从事换热节能和机电设备设计的专家队伍,其中高级职称人员8名,中级职称人员16名,同时长期聘请北京、天津地区大学教授及科研单位专家12名作为技术顾问,同时招收了一批近年毕业的大学毕业生并长期聘用,形成了一支新老结合,校企结合,具备雄厚技术实力的研发队伍。经过多年努力,公司取得了大量的科研成果,获得了多项省部级科技进步奖和节能奖,有多篇学术论文发表在国内期刊和全国热管会议上,在全国同行业居地位。公司更具备国内一流的生产设备和过硬的生产人员队伍。

2. 工程主体工艺

2.1.原始参数

序号 项目 参数 备注
1 烟气量 23926Nm3/h  
2 排烟温度 150度  
3 经换热器后温度 130度  
 
热负荷
1、供暖负荷

序号 项目 参数 备注
1 办公 1100㎡  

2.2. 主要执行标准与规范

《蒸汽锅炉安全技术监察规程》
《压力容器安全技术监察规程》
JB/T1620-1993《锅炉钢结构技术条件》
JB/T1613-1993《锅炉受压元件焊接技术条件》
JB/T3375-2002《锅炉原材料入厂检验》
JB/T1615-1993《锅炉油漆包装技术条件》
JB/T4420 《锅炉焊接工艺评定》
JB1152  《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》
JB/T4308-1999《锅炉产品钢印及标记移植规定》
JB/T1611 《锅炉管子制造技术条件》
《碳钢-水重力热管技术条件》
ZBG93010《高频电阻焊螺旋翅片管》

2.3. 主要编制原则

本方案按照技术先进、工艺可靠、经济合理的原则确定技术方案,结合本工程的具体情况,编制报告重点遵循下述原则:
(1)遵守国家提倡节约能源的有关标准、规范和政策,如《节约能源法》,《节能减排综合性工作方案》等。
(2)采用高效、运行稳定、管理成熟的换热工艺和技术。
(3)根据行业的具体情况,综合运用导热、对流、辐射等传热原理,采用适宜的强化传热手段,通过优化设计达到佳的传热效果
(4)在符合上述条件情况下采取投资少、运行费用低的方案。
(5)系统管理和维护方便,工程设计优雅美观,与周围环境和谐统一。

2.4. 设计要求

换热设备换热量满足取暖热负荷。

3. 技术简介

3.1热管及热管换热设备原理及特点介绍

3.1.1热管
热管起源于二十世纪六十年代的美国,1967年一根不锈钢-水热管首次被送入地球卫星轨道并运行成功。热管理论一经提出就得到了各国科学家的高度重视,并展开了大量的研究工作,使得热管技术得以很快发展。热管技术开始主要用于航天航空领域,我国自二十世纪70年代开始对热管进行研究,自80年代以来相继开发了热管气-气换热设备、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器、高温热管热风炉等各类热管产品。由于碳钢-水两相重力式热管结构简单、价格低廉、制造方便、碳钢-水相容性的基本解决,使得此类热管在动力、化工、干燥、建材等领域内得以广泛应用。
重力式热管的基本工作原理如图表1所示,典型的热管由管壳、外部扩展受热面、端盖组成,将管内抽成1.3×(10-1~10-4)Pa的负压后充入适量的工作液体,然后加以密封。

图表 1 热管传热原理简图
当热管的蒸发段受热时热管内的工质蒸发汽化,蒸汽在微小压差下流向冷凝段放出热量凝结成液体,在重力的作用下流回蒸发段。如此循环不已,热量就由一端传到了另一端。
热管具有以下优点:
1) 超强的导热性:导热速度快、强度大、效率高,导热速度可达到音速。 
2) 良好的等温性:良好的等温性使热管在很小的温差下,传递很大的热通量,传热阻力小。
3) 热流密度可变性:热管可以立改变蒸发段或冷却段的加热面积,即以较小的加热面积输入热量,而以较大的冷却面积输出热量,或者热管可以较大的传热面积输入热量,而以较小的冷却面积输出热量。
4) 安全可靠性:不存在管内超压,不怕干烧。液体工质汽化后,热管的内压不随温度的变化而变化。
5) 环境的适应性:不受环境的限制,热管可根据环境的需要而单设计。
6) 应用领域广:超导热管形状具有更大的灵活性,更广泛的应用领域,能适应各种恶劣的工作环境。
3.2.2热管换热设备原理及特点
热管换热设备的主要传热元件是热管,多根热管按照一定的间距及排列成束组装在管箱内,中间被隔板分隔为加热端和放热端。热管换热设备的工作原理如下图所示:高温烟气横向冲刷热管加热端,高温烟气通过热管后温度下降,热管吸收烟气余热并将热量传导到热管的放热端。冷水在循环泵的动力下横向冲刷热管放热端,热管释放由加热端传导过来的热量将水加热,冷水通过热管后被加热成热水。
 
 
热管余热回收系统的优点:
1) 安全可靠性高:常规的换热设备一般都是间壁换热,冷热流体分别在器壁的两侧流过,如管壁或器壁有泄露,则将造成停产损失。热管余热回收器则是二次间壁换热,即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体。
2) 热管余热回收器传热效率高,节能效果显著。
3) 热管余热回收器具有良好的防腐蚀能力:热管管壁的温度可以调节,可以通过适当的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点之上,从而可防止露点腐蚀,保证设备的长期运行。由于避开烟气露点,使灰尘不易粘结于肋片和管壁上。同时热管在导热时会产生自振动,使灰不易粘附在管壁和翅片上,因而不会堵灰。
4) 安装及结构布置灵活:热管余热回收器的安装无需改变原工艺系统,结构设计和位置布置非常灵活,可适应各种复杂的场合。
5) 使用寿命长:使用寿命在10年以上,单根热管可拆卸更换,维护简单成本低。
6) 投资回收期短:一般在六个月至一年就可回收全部投资。

4.技术方案

4.1. 热负荷计算

4.1.1.水暖热负荷计算
1)采暖系统
办公室采暖:
采暖面积1100㎡,按照80w/㎡计算
则直接采暖热负荷为88kw。
2) 热力管网热损失
热力管网输送距离300m,保温管道的热损失为35w/m,管道整体热损失为10.5kw,总计热负荷98.5kw,考虑15%的余量换热设备的换热量≥113.275kw。
换热设备进水温度70℃,出口温度80℃计算,每小时需用热水量为12t/h。

4.2. 烟气热量计算

4.2.1 基本烟气参数
烟气量:23926Nm3/h。
烟气温度:150℃;
4.2.2烟气热负荷计算
       =23926×0.315×(150-130)
       =150733大卡
      =175kw

5.主要设备技术参数

5.1  换热设备技术参数

1、换热设备的材质要求和制作工艺
钢管选25mm×2.5mm的无缝钢管,材质为20#(国标GB3087-2008)。
翅片与钢带的焊接要求高频焊接,焊着率≥95%。

2、技术指标
热管气-水换热设备(1台)

烟气量 23926Nm3/h
换热设备入口烟气温度 150℃
换热设备出口烟气温度 130℃
换热设备换热量(KW) 179.4
热水水量 15t/h
冷水入口温度 70℃
热水出口温度 80℃
烟气侧阻力(Pa) 150pa
外形尺寸(m)(w×L×H) 见设备外形图

6.经济效率分析

煤的发热量5000大卡/时,燃煤价格:800元/吨
1) 供暖节煤
供暖5个月,系统每天工作24小时,每小时节煤量:175÷1.163X1000÷5000/0.8=37.62KG,则全天节煤量为:37.62X24÷1000=0.903吨.供暖期按150天计算,节煤量为:0.903X150=135.45吨。节约资金为10.836万元。
2) 人员工资

7.设备报价表

项目 数量 单台价格(元) 总计(元)
热管换热器 1 45000 45000
合计 大写:肆万伍仟元整(45000元)

 

 
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