煤气预热器的设计及应用
预热器工作原理
预热器工作原理预热器是一种常见的设备，用于在工业生产过程中提高热效率和节约能源。
它的主要作用是将冷却的流体加热至一定温度，以便进一步被其他设备或者系统利用。
在本文中，我们将详细介绍预热器的工作原理及其应用。
一、预热器的基本原理预热器的工作原理基于热交换的基本原理。
它通过将冷却的流体与热源接触，从而实现热量的传递。
预热器通常由一个或者多个管道组成，其中热源通过管道内流动，而冷却的流体则通过管道的外部流动。
热源和冷却的流体之间通过管壁进行热量传递，使得冷却的流体被加热，而热源则被冷却。
二、预热器的分类根据不同的工作原理和应用场景，预热器可以分为多种类型。
以下是几种常见的预热器分类：1. 管壳式预热器：管壳式预热器是一种常见的热交换设备，它由一个外壳和一组管子组成。
冷却的流体通过管子的外部流动，而热源则通过管子的内部流动。
热量通过管壁传递，将冷却的流体加热。
2. 换热器：换热器是一种通过直接接触实现热量传递的预热器。
它通常由一组平行罗列的金属板组成，热源和冷却的流体分别通过板的两侧流动。
热量通过板的表面传递，将冷却的流体加热。
3. 蒸汽发生器：蒸汽发生器是一种将液体转化为蒸汽的预热器。
它通常由一个加热器和一个冷凝器组成。
液体通过加热器加热，转化为蒸汽，然后通过冷凝器冷却成液体。
三、预热器的工作过程预热器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 热源流动：热源从预热器的一个端口进入，并通过内部的管道流动。
热源可以是燃气、蒸汽、热水等。
2. 冷却的流体流动：冷却的流体从预热器的另一个端口进入，并通过外部的管道流动。
冷却的流体可以是空气、水、油等。
3. 热量传递：热源和冷却的流体通过预热器的管壁进行热量传递。
热量从热源传递到冷却的流体，使得冷却的流体被加热。
4. 出口流体温度控制：通过调节热源的温度、流速等参数，可以控制出口流体的温度。
这样可以确保预热器的工作效果符合要求。
四、预热器的应用领域预热器广泛应用于各个工业领域，以提高能源利用效率和降低生产成本。
20th燃煤锅炉空气预热器课程设计
20t/h 燃煤锅炉空气预热器课程设计说明书摘要空气预热器是电厂中的一个基本的设备，其作用主要是降低排烟温度，提高锅炉效率，改善燃烧的着火条件和燃烧过程；降低不完全燃烧损失等等。
可见其是一种一箭双雕的设备：一方面可以吸收烟气余热，降低排烟温度，提高锅炉的经济性；另一方面使冷风变成热风送入炉内，改善燃烧，提高锅炉燃烧效率，并且强化传热。
管式空气预热器是一个立方体的官箱，中间有隔板，由于许多薄壁钢管组成，管子一般采用错列布置两端与钢板焊接。
管子垂直布置，烟气在管内从上到下流动，空气从管间的缝隙通过，进行热量交换。
管式空气预热器是通过它的下管板支撑在锅炉空气预热器框架上的。
管式空气预热器可分为单流程和多流程，当空气预热器受热面积不变时，增加流程会使每一通道的温度降低，因此空气流动速度就会增大，管式空气预热器根据进口方式不同，可分为单面进风和多面进风。
其他条件不变的时候，进风面越多，空气的流动速度越低。
与回转式空气预热器相比，管式空气预热器构造简单，制造、安装和维护方便，价格便宜，密封性能好，工作也可靠，但是管式传热性能差，使得空气预热器的体积庞大，钢耗严重。
本次课程实际经过锅炉选材，耗煤量计算，确定基本计算数据，通过物料平衡，热平衡来确定焓值等数据来进行传热计算，设计出空气预热器结构尺寸，从而形式具体结构就的出。
再进行阻力计算，得到数据。
本课程设计由于时间限制，设计条件极为理想，只可作为理想设计，不考虑漏风等因素，并不十分完善。
目录第一章已知参数——————————————1.1 锅炉已知参数1.2 燃料特性第二章空气预热器设计2.1 锅炉的选型2.2 燃煤量计算2.3 物料平衡与热平衡2.4 传热计算2.5 结构设计2.6 阻力计算第三章数据总结参考文献第一章已知参数1.1锅炉的已知参数表 1—1锅炉已知参数锅炉额定蒸给水额定空气排烟环境排污蒸发汽压力温度蒸汽预热温度温度率量温度器入口温度20t/h 2.5MPa105 ℃ 400℃ 250℃ 160℃ 20℃5﹪1.2 燃料特性1.2.1燃料选择：贫煤贫煤：它是烟煤的一种，对煤化程度最高的烟煤的称谓，这种煤着火温度高，燃烧时火焰短，但发热量高，燃烧持续时间长。
空气预热器设计说明书
Re=1335
【6】P261表6-7式6-13c
查表得
式中：d为特征长度，这里为管径0.05
取管道排列为10排
入口处辐射传热系数计算
平均射线自由程
查表得入口处二氧化碳和水蒸气黑度为：
可以计算得入口处辐射换热系数为
出口处辐射换热系数计算
查表得入口处二氧化碳和水蒸气黑度为：
【2】P255图7-63、7-64
空气在管内流动速度为10m/s
具体尺寸如下图:
【5】P42表5-2
=380.6℃
【4】P152式6-12
【4】P152图6-12
=358℃
a)烟气侧传热系数
入口处对流传热系数计算：
假设烟气入口侧壁温为380℃
查表得
式中：d为特征长度，这里为管径0.05
取管道排列为10排
出口处对流传热计算
假设烟气出口处壁温为300℃
【2】P558图16-7
这里取1.1
=600℃查表得 =1.47
假设出口烟气温度 =400℃ =1.42
= =15459
由以上数据计算得
（3）烟气与被预热空气的平均温差
这里取对数平均温差
式中： 为修正系数，与下列参数有关
查图得 =0.98
=358℃
（4）传热系数计算
选择预热器内管子排列方式为顺排，空气管道
，壁厚3mm
烟气在外侧最窄处流速为2.5m/s
【2】P556式16-15
可以计算得入口处辐射换热系数为
烟气侧综合传热系数计算
入口：
出口：
b)空气侧传热系数确定
进口侧空气传热系数确定
进口处空气温度为0℃，查表得
入口处雷诺数
煤气预热器技术协议
宁夏宝丰能源集团焦化厂煤气预热器技术协议需方: 宁夏宝丰能源集团有限公司焦化厂供方：2011年4月5日宁夏宝丰能源公司焦化厂化产硫胺工段煤气预热器中间段—、总则本技术文件规定了宁夏宝丰能源集团公司焦化厂化产煤气预热器中间段设备供货范围、技术说明、性能参数、材料、特殊要求、设计制造和检验采用的规范与标准、售后技术服务。
1.1本协议书提出了该设备的功能设计、结构、性能、制作、安装和试调试等方面的技术要求。
包括煤气预热器中间段的设计、制造、运输、指导安装并参加系统调试验收。
1.2供方提供符合设计院技术要求和本协议书有关工业标准的优质产品。
1.3本协议书所使用的标准如遇与供方所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。
在签订合同后，需方保留对本技术协议提出补充要求和修改的权利，供方承诺予以配合，如提出修改，具体项目和条件由供、需双方商定。
1.4供方对供货设备的总体性能负全部责任，保证达到系统设计要求和满足运行需要。
因供方所负责的设备因选型设计、制造质量问题导致机组无法正常投产、设备无法长期、连续、安全、经济、稳定地运行，供方为此负全部责任。
、供货范围1. 煤气预热器中间段以太原星宇舟设计院设计标准规范、订货图纸、技术要求为准。
性能及参数㈠、煤气预热器（硫胺工段）技术参数容器类别：一类材料：Q345R工作压力：壳侧：0.55 Mpa管（夹套）侧：0.03 Mpa操作温度C壳侧：158.7管（夹套）侧：34-80侧： 蒸气/ 冷凝液侧： 煤气（易燃中度危险 侧：侧： 煤气 侧： 2mm侧： 3mm 侧：①0.85侧：①0.85 侧： 1侧： 1 侧： 80mm侧： 80mm 管子与管板连接方式：焊接，堆焊层厚度不小于 5mm管子外径 / 壁厚 / 管长（ mm ） ： 57/4/2000 （材质： 316L ） 管间距 / 管数/ 排列方式： 72/547/ △ 换热器管束等级： I单重：12880Kg （参考）注：煤气预热器中间段，换热管：057*4材质：316L ,管板为20H 表面进行堆焊不锈钢，换 热管与管板采用堆焊的方式连接，堆焊厚度不小于5mm 其余材质及尺寸以原星宇宙焦化技术有限公司设计的图纸（ H20-05-1 ）为准。
煤气预热器设计简述
水 煤气 （ 主要 组 分 ：Ｈ ２ ：１ ３ ． ９ ８ ％ ，Ｃ Ｏ ： 变换气 （ 主 要 组分
ｍ ｏ １ ％ １ ６ ． ８ ９ ％ ， Ｃ ０ ２ ：８ ． ９ ４ ％ ，Ｎ ２ ：０ ． １ ３ ％ ， Ｈ Ｅ ０ ：
５ ９ ． ９ ０ ％）
Ｃ ０ ２ ：２ ２ ． ３ ３ ％ ，Ｎ ２ ：０ ． １ ３ ％ ，Ｈ ２ Ｏ ：４ ６ ． ５ １ ％）
［ 摘 要］以某煤气化净化 装置中的煤气预 热器的设计 为例 ，从设备结构选型 、材料选择 、密封形式 以及膨胀节膨胀量等方 面，详 细阐述 了该煤气预热器在设 计 中需要 注意的问题 和解 决方案 ，可 为类似煤 气预热 器的设计提供参考 。 ［ 关键词］煤气预 热器；浮 头换 热器油 １ ６ 和 年 化工 第１ ９ 设 卷 备
煤气预热器设计简述
邹炜 ，肖必宏
（ １ ． 东华 工程科技股份有限公 司， 安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ２ ４ ）
（ ２ ． 合肥通用机械研 究院 ， 安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ３ １ ）
该 煤 气 预 热 器 采 用 常 规 设 计 方 法 ，其 所 处 位 置 在 整 个 煤 气 化 净 化 装 置 的 较 前端 ， 壳程 介 质 为 反应 前 气 体 水 煤 气 ，管 程介 质 为反 应 后 气 体 变 换 气 ，主 要工 艺参 数见 表 ｉ 。
表１ 煤气预热器主要工艺参数
及膨 胀节 膨胀 量确 认等 。
Ｉ 煤 气预热 器设 计 分析
Ｉ ． １ 主要工 艺参 数
中 一 台煤 气 预 热 器 设 计 过 程 为 例 ， 详 细 阐述 该 煤 气 预 热器 在 设计 过 程 中需 要 注 意 的 问题 和解 决方 案 ，包 括 设 备结 构 选 型 、材 料 选 择 、 密封 形 式 以
煤气预热器的作用和原理
煤气预热器的作用和原理
煤气预热器是一种设备，用于提高燃烧煤气的温度，以提高燃料的热效率。
它的主要作用是预热来自气矿或气化厂的冷煤气，使其达到合适的温度，以提高煤气燃烧的效率和减少能源消耗。
煤气预热器通常用于工业炉、炼油厂和发电厂等领域。
煤气预热器的原理是通过热交换，将热能从废气或其他热源传递给冷煤气。
通常情况下，煤气预热器由热介质（如废气、高温液体或蒸汽）和冷煤气经过不同的流体通道，热介质通过与冷煤气的接触，将热量传递给冷煤气，使其温度升高。
煤气预热器通常采用流经板式热交换器或管式热交换器的方式进行热传递。
在板式热交换器中，热介质和冷煤气通过不同的通道流动，并通过板之间的接触，传递热能。
而在管式热交换器中，热介质和冷煤气分别通过外管和内管流动，通过管壁的传热，实现热能的传递。
煤气预热器的工作效果受到多种因素的影响，包括煤气流量、煤气温度、热介质温度、传热表面积等。
通过优化煤气预热器的设计和操作参数，可以最大程度地提高燃气的预热效果，提高燃烧过程的热效率，节约能源和降低排放。
CO变换煤气预热器设计探讨（精）
2010,20(1)黄万福 CO 变换煤气预热器设计探讨 C O 变换煤气预热器设计探讨黄万福3 东华工程科技股份有限公司 合肥 230024摘要 介绍C O 变换煤气预热器的选型和设计工况选择,采用HTFS +软件进行热计算,并用A s pen Plus 软件对不同工况进行模拟分析。
关键词 C O 变换煤气预热器 选型 热设计 工况模拟1 概述CO 变换煤气预热器(以下简称煤气预热器)是采用水煤浆气化制合成氨或甲醇装置CO变换工段的重要设备,它利用CO 变换反应生成的高温变换气加热进变换炉的水煤气,使其达到变换炉入口所需的温度,属于典型的气-气换热器,具有高温、高压、介质易结垢和工况多等特点。
本文以某600kt/a 甲醇装置水煤浆气化为例,采用A s pen Plus 2006软件进行流程模拟,采用HTFS +软件进行换热器热计算,对煤气预热器进行设计探讨。
2 设计条件采用水煤浆气化和耐硫催化剂部分变换工艺,装置操作弹性为50%～110%。
煤气预热器的流程简图见图1。
图1 煤气预热器流程简图R01为变换炉,E01为煤气预热器,三角形内的数字为物流点编号,煤气预热器冷侧为水煤气,热侧为变换气。
变换炉入口温度T 5(温度下标代表物流号,下同)通过煤气预热器水煤气侧旁路阀调节,换热器热设计按水煤气全部通过换热器计算,即T 2=T 5。
变换工段的操作分多种工况,按催化剂寿命周期各阶段分初期、正常、末期工况,按生产负荷可分为典型的50%、100%、110%负荷工况。
限于篇幅,本文不讨论全部工况。
首先选用正常100%负荷和末期100%负荷两种典型工况讨论如何选择设计计算工况。
两种工况下,水煤气侧进口(图1物流点1)压力不变约为6120MPa (G ),水煤气侧出口、变换气侧进口和出口压力变化不大,因此不考虑换热器压力变化对热设计的影响。
换热器的流量和进出口温度见表1。
表1 煤气预热器气体流量和进出口温度气量(kg/h )T 1(℃)正常末期T 2(℃)正常末期T 3(℃)正常末期T 4(℃)正常末期29419624315243152753054224513901438918 两种工况下气体流量、水煤气侧进口温度、变换气侧出口温度、水煤气出口和变换气出口温度温差不大,说明两种工况下换热器的平均温差基本相等。
煤气锅炉无机传热分体式煤气预热器安装技术
上 升 管 、 回 流 管的 安 装
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煤 气 敲鼓 管 、 书 ｝ 污 管 等 附 件 安 装
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安装在炉后 与引风 机之 间 （ 如 附
图１ 所示 ） 。
上 升管 、回 流 管 及 管 柬 气 压 试 验
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２ ． ２ 主要技术特性 （ 见 附表 ） ２ ． ３ 主要设备结构简介
通过一 种特 殊的无机传热 工质加热煤 段， 烟气 （ 煤气 ） 进１ ３ 和烟气 （ 煤气） 出１ ３。
设 备 构 件 到货 后 ，根 据 设 备 到
货清单清点并检查 是否存在运输 、制
造缺陷 ，发现 后及时与制造厂联 系处 理 。其 中测 温 元件 、测压 元件 、 阀
气 的设 备 ，可 回收 大量 的锅炉烟气热 全部分段散件发货。 量 ，是 一种新型 的提高 煤气锅炉效率
Ｊ ４ ２ ７ ，坡 口型式 为Ｖ 型 ，坡 口角度为 ６ ０ 。 ，钝边 为１ ±０ ． ５ ｍｍ， 对 口间隙为
２±０． ５ ｍ ｍ。
回 流 管 ４ ５×４ 材 质 采 用 手 工 全
氩弧焊的焊接方法 ，管道材质２ Ｏ ＃ 钢， 焊丝 为Ｔ Ｉ Ｇ— Ｊ ５ ０ ，坡 １ ３型式为Ｖ 型 ，坡
加热煤气 的设备 ，是一种新型的提 高煤气锅 炉效率的节能设备 ，本文介 绍其 安装 工艺。 关键词 ：煤 气锅 炉 无机传热分体式煤气预热器 文献标识码 ：Ｂ 安装
中图分类号 ：Ｔ Ｂ ４ ９ ２
文章编号：１ ０ ０ ２ － ３ ６ ０ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ３ ４ － ０ ３
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