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餘熱利用解決方案
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餘熱回收方案

餘熱回收方案

時間:2016-02-25 17:41來源:大发888手机版環保 作者:佚名 點擊:
 

1. 概述

1.1. 工程承攬方簡介

××換熱設備有限公司下設空氣冷卻器、餘熱回收裝置以及鍋爐壓力容器類產品製造三個事業部。公司擁有一支經驗豐富的從事換熱節能和機電設備設計的專家隊伍,其中高級職稱人員8名,中級職稱人員16名,同時長期聘請北京、天津地區大學教授及科研單位專家12名作為技術顧問,同時招收了一批近年畢業的大學畢業生並長期聘用,形成了一支新老結合,校企結合,具備雄厚技術實力的研發隊伍。經過多年努力,公司取得了大量的科研成果,獲得了多項省部級科技進步獎和節能獎,有多篇學術論文發表在國內期刊和全國熱管會議上,在全國同行業居地位。公司更具備國內一流的生產設備和過硬的生產人員隊伍。

2. 工程主體工藝

2.1.原始參數

序號 項目 參數 備注
1 煙氣量 23926Nm3/h  
2 排煙溫度 150度  
3 經換熱器後溫度 130度  
 
熱負荷
1、供暖負荷

序號 項目 參數 備注
1 辦公 1100㎡  

2.2. 主要執行標準與規範

《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》
《壓力容器安全技術監察規程》
JB/T1620-1993《鍋爐鋼結構技術條件》
JB/T1613-1993《鍋爐受壓元件焊接技術條件》
JB/T3375-2002《鍋爐原材料入廠檢驗》
JB/T1615-1993《鍋爐油漆包裝技術條件》
JB/T4420 《鍋爐焊接工藝評定》
JB1152  《鍋爐和鋼製壓力容器對接焊縫超聲波探傷》
JB/T4308-1999《鍋爐產品鋼印及標記移植規定》
JB/T1611 《鍋爐管子製造技術條件》
《碳鋼-水重力熱管技術條件》
ZBG93010《高頻電阻焊螺旋翅片管》

2.3. 主要編製原則

本方案按照技術先進、工藝可靠、經濟合理的原則確定技術方案,結合本工程的具體情況,編製報告重點遵循下述原則:
(1)遵守提倡節約能源的有關標準、規範和政策,如《節約能源法》,《節能減排綜合性工作方案》等。
(2)采用高效、運行穩定、管理成熟的換熱工藝和技術。
(3)根據行業的具體情況,綜合運用導熱、對流、輻射等傳熱原理,采用適宜的強化傳熱手段,通過優化設計達到佳的傳熱效果
(4)在符合上述條件情況下采取投資少、運行費用低的方案。
(5)係統管理和維護方便,工程設計優雅美觀,與周圍環境和諧統一。

2.4. 設計要求

換熱設備換熱量滿足取暖熱負荷。

3. 技術簡介

3.1熱管及熱管換熱設備原理及特點介紹

3.1.1熱管
熱管起源於二十世紀六十年代的美國,1967年一根不鏽鋼-水熱管首次被送入地球衛星軌道並運行成功。熱管理論一經提出就得到了各國科學家的高度重視,並展開了大量的研究工作,使得熱管技術得以很快發展。熱管技術開始主要用於航天航空領域,我國自二十世紀70年代開始對熱管進行研究,自80年代以來相繼開發了熱管氣-氣換熱設備、熱管餘熱鍋爐、高溫熱管蒸汽發生器、高溫熱管熱風爐等各類熱管產品。由於碳鋼-水兩相重力式熱管結構簡單、價格低廉、製造方便、碳鋼-水相容性的基本解決,使得此類熱管在動力、化工、幹燥、建材等領域內得以廣泛應用。
重力式熱管的基本工作原理如圖表1所示,典型的熱管由管殼、外部擴展受熱麵、端蓋組成,將管內抽成1.3×(10-1~10-4)Pa的負壓後充入適量的工作液體,然後加以密封。

圖表 1 熱管傳熱原理簡圖
當熱管的蒸發段受熱時熱管內的工質蒸發汽化,蒸汽在微小壓差下流向冷凝段放出熱量凝結成液體,在重力的作用下流回蒸發段。如此循環不已,熱量就由一端傳到了另一端。
熱管具有以下優點:
1) 超強的導熱性:導熱速度快、強度大、效率高,導熱速度可達到音速。 
2) 良好的等溫性:良好的等溫性使熱管在很小的溫差下,傳遞很大的熱通量,傳熱阻力小。
3) 熱流密度可變性:熱管可以立改變蒸發段或冷卻段的加熱麵積,即以較小的加熱麵積輸入熱量,而以較大的冷卻麵積輸出熱量,或者熱管可以較大的傳熱麵積輸入熱量,而以較小的冷卻麵積輸出熱量。
4) 安全可靠性:不存在管內超壓,不怕幹燒。液體工質汽化後,熱管的內壓不隨溫度的變化而變化。
5) 環境的適應性:不受環境的限製,熱管可根據環境的需要而單設計。
6) 應用領域廣:超導熱管形狀具有更大的靈活性,更廣泛的應用領域,能適應各種惡劣的工作環境。
3.2.2熱管換熱設備原理及特點
熱管換熱設備的主要傳熱元件是熱管,多根熱管按照一定的間距及排列成束組裝在管箱內,中間被隔板分隔為加熱端和放熱端。熱管換熱設備的工作原理如下圖所示:高溫煙氣橫向衝刷熱管加熱端,高溫煙氣通過熱管後溫度下降,熱管吸收煙氣餘熱並將熱量傳導到熱管的放熱端。冷水在循環泵的動力下橫向衝刷熱管放熱端,熱管釋放由加熱端傳導過來的熱量將水加熱,冷水通過熱管後被加熱成熱水。
 
 
熱管餘熱回收係統的優點:
1) 安全可靠性高:常規的換熱設備一般都是間壁換熱,冷熱流體分別在器壁的兩側流過,如管壁或器壁有泄露,則將造成停產損失。熱管餘熱回收器則是二次間壁換熱,即熱流要通過熱管的蒸發段管壁和冷凝段管壁才能傳到冷流體。
2) 熱管餘熱回收器傳熱效率高,節能效果顯著。
3) 熱管餘熱回收器具有良好的防腐蝕能力:熱管管壁的溫度可以調節,可以通過適當的熱流變換把熱管管壁溫度調整在低溫流體的露點之上,從而可防止露點腐蝕,保證設備的長期運行。由於避開煙氣露點,使灰塵不易粘結於肋片和管壁上。同時熱管在導熱時會產生自振動,使灰不易粘附在管壁和翅片上,因而不會堵灰。
4) 安裝及結構布置靈活:熱管餘熱回收器的安裝無需改變原工藝係統,結構設計和位置布置非常靈活,可適應各種複雜的場合。
5) 使用壽命長:使用壽命在10年以上,單根熱管可拆卸更換,維護簡單成本低。
6) 投資回收期短:一般在六個月至一年就可回收全部投資。

4.技術方案

4.1. 熱負荷計算

4.1.1.水暖熱負荷計算
1)采暖係統
辦公室采暖:
采暖麵積1100㎡,按照80w/㎡計算
則直接采暖熱負荷為88kw。
2) 熱力管網熱損失
熱力管網輸送距離300m,保溫管道的熱損失為35w/m,管道整體熱損失為10.5kw,總計熱負荷98.5kw,考慮15%的餘量換熱設備的換熱量≥113.275kw。
換熱設備進水溫度70℃,出口溫度80℃計算,每小時需用熱水量為12t/h。

4.2. 煙氣熱量計算

4.2.1 基本煙氣參數
煙氣量:23926Nm3/h。
煙氣溫度:150℃;
4.2.2煙氣熱負荷計算
       =23926×0.315×(150-130)
       =150733大卡
      =175kw

5.主要設備技術參數

5.1  換熱設備技術參數

1、換熱設備的材質要求和製作工藝
鋼管選25mm×2.5mm的無縫鋼管,材質為20#(國標GB3087-2008)。
翅片與鋼帶的焊接要求高頻焊接,焊著率≥95%。

2、技術指標
熱管氣-水換熱設備(1台)

煙氣量 23926Nm3/h
換熱設備入口煙氣溫度 150℃
換熱設備出口煙氣溫度 130℃
換熱設備換熱量(KW) 179.4
熱水水量 15t/h
冷水入口溫度 70℃
熱水出口溫度 80℃
煙氣側阻力(Pa) 150pa
外形尺寸(m)(w×L×H) 見設備外形圖

6.經濟效率分析

煤的發熱量5000大卡/時,燃煤價格:800元/噸
1) 供暖節煤
供暖5個月,係統每天工作24小時,每小時節煤量:175÷1.163X1000÷5000/0.8=37.62KG,則全天節煤量為:37.62X24÷1000=0.903噸.供暖期按150天計算,節煤量為:0.903X150=135.45噸。節約資金為10.836萬元。
2) 人員工資

7.設備報價表

項目 數量 單台價格(元) 總計(元)
熱管換熱器 1 45000 45000
合計 大寫:肆萬伍仟元整(45000元)

 

 
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