余热锅炉的热力回收计算分析
余热锅炉回收热能的优化计算方法
锅炉烟气余热回收系统设计计算方法及应用
锅炉烟气余热回收系统设计计算方法及应用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、引言随着工业化进程的不断推进，能源资源的消耗日益加剧，节能减排成为各行各业关注的焦点。
余热锅炉回收热能的优化计算方法
余热锅炉回收热能的优化计算方法摘要：在多数锅炉运行当中，随着运行时间的增加排烟温度均比设计值高很多，有些锅炉的设计标准排烟温度甚至远远超过了露点温度。
而在多年的使用当中，却逐渐发现排烟温度的升高带来了热量的损失，因此为了提高锅炉余热的利用率通过水热媒实现了余热回收和热能优化，从而保证了热量的使用效率。
本文将对热能回收技术做简单概述，并结合实例运用热能优化计算方法实现余热热能的回收。
关键词：锅炉烟气余热；热能消耗；优化计算；水热媒技术前言：在以往的国内电厂中，对于烟气余热的利用通常选择低温省煤器技术，这种技术在空气预热器使用之后由于换热面布置的变化，限制了凝结水抽出点和被加热凝结水温升的位置，烟气的利用率不足20%，因此逐渐被新技术取代。
水热媒技术是借鉴了国外电厂的梯级回收方式，利用烟气余热，具有非常优秀的效果。
一、新技术的应用实践国外电厂的梯级回收方式主要表现在在烟道尾部假装一个低温省煤器，通过这个低温省煤器使凝结水的流量在流经低压加热器时变小，从而完成余热的回收。
如图一所示：在这一结构当中，原则上可以使烟气余热利用达到最优，虽然在冷源上增加了损失，从而导致汽轮机增加了热能消耗，导致汽轮机使用率降低，但是在自备电厂中吸热量的循环效率得到了提升，汽轮机增加了发电量，总体权衡下，经济效益能够得到提升。
以最为常见的150℃排烟为例，在热力学计算中，这一热量在进入到低温省煤器当中时，凝结水的温度不可以超过锅炉排烟的温度，从而限制了最高抽汽参数的排挤。
因此考虑到加装锅炉煤气以及尾部烟道的具体因素，低温省煤器所允许的最低出口烟温不能超过100℃，因此需要采取相应的方案。
首先需要与低压加热器相关联，在低压加热器的入口处将部分的凝结水分流引导至低温省煤器，在吸收到热量之后再返回热系统，并使其在加热器出口处汇合到主凝结水当中，并保证烟气余热替代抽汽；在工程中所采用的烟气余热利用系统内部，为了使排烟温度从150℃降低至100℃，需要对气体密度和定压比热值的具体数值有所了解，并计算得出烟气的放热量，这一数值，就是烟气余热量。
余热锅炉热力计算
余热锅炉热力计算余热锅炉是指在工业生产过程中产生的废热利用的一种锅炉设备。
它利用工业过程中产生的废热来生成蒸汽或热水，从而实现能源的再利用和节约。
在对余热锅炉进行热力计算时，需要考虑到多个因素，如余热资源的温度、流量以及热工性能等。
首先，余热锅炉热力计算需要确定余热资源的温度。
这一因素是决定余热锅炉能够获得多少热量的关键。
温度越高，余热锅炉获得的热量就越多。
一般来说，余热资源的温度应该在50℃以上，但是具体的温度范围还要根据实际情况而定。
其次，还需要考虑余热资源的流量。
流量是指单位时间内通过余热管道的热量。
流量越大，余热锅炉工作时所能获得的热量就越多。
这也意味着余热锅炉所能发挥的效率更高。
所以在热力计算中，准确计算流量是非常重要的。
通常可以通过测量余热管道的截面积和流速来得到准确的流量数值。
除了温度和流量，还需要考虑余热锅炉的热工性能。
热工性能是指余热锅炉的热效率和能量转换效率。
热效率是指通过燃烧产生的热量中能够转化为有效能量的比例。
能量转换效率是指余热锅炉在工作过程中将热能转化为蒸汽或热水的能力。
这两个指标反映了余热锅炉的能源利用效率。
在热力计算中，需要根据具体的参数计算出热效率和能量转化效率。
在进行余热锅炉热力计算时，还需要考虑到一些特殊因素。
比如，余热锅炉运行中产生的烟气中可能含有大量的灰尘、硫化物等有害物质。
这些物质对余热锅炉的热能产生负面的影响，因此需要对其进行降尘处理和脱硫处理等。
此外，还需要注意余热锅炉的安全性能，保证其正常运行和人员安全。
总之，余热锅炉热力计算需要综合考虑温度、流量、热工性能等多个方面的因素。
只有在合理地进行热力计算的基础上，才能够实现对余热锅炉的有效利用和节能减排。
同时，还需要注重对特殊因素的处理，确保余热锅炉的安全性能和环保性能。
这样才能使余热锅炉在实际的工业生产中发挥其最大的作用。
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析方案
燃气锅炉烟气余热深度回收技术及应用分析1、概述燃气锅炉作为主要的采暖设备,燃烧产生的烟气温度通常很高,这些烟气含有大量的显热和潜热,如果不经处理直接排放到大气中会造成能量浪费。
排烟温度越高,排烟热损失越大,一般排烟温度升高15~20 ℃,就会使排烟热损失增加1%,如果能将这部分热量回收利用起来,不仅节约能源,而且提高了锅炉热效率。
目前,烟气余热回收技术主要有两种:热泵式烟气余热回收技术和换热器式烟气余热回收技术。
热泵式烟气余热回收技术前期投资成本高,所需安装空间较大;换热器式烟气余热回收技术一般仅在锅炉尾部烟囱上加装烟气余热回收装置,但受被加热介质温度等方面的限制,处理后的低温烟气温度仍然较高,大部分水蒸气汽化潜热未被回收利用,造成能源浪费和环境污染。
由于天然气成分绝大部分为烃,燃气锅炉排烟中水蒸气的体积分数较高,烟气可利用的热能中,水蒸气的汽化潜热所占份额相当大,若将烟气冷却到露点温度以下,并深度回收利用天然气燃烧时产生的水蒸气凝结时放出的大量潜热,可进一步提升燃气锅炉热效率。
2、冷凝热回收计算锅炉烟气显热的回收量主要体现在锅炉排烟的温降幅度,而潜热回收量主要体现在烟气中水蒸气的凝结量,即当排烟温度低于露点温度,有水蒸气凝结时,烟气的放热量应用烟气的焓差表示。
不同地区燃气成分不同,不同锅炉燃烧工况不同,所以燃烧产物即烟气的成分和状态各不相同,特别是烟气中水蒸气含量各异,使得烟气热回收潜力存在差异。
选取过量空气系数α=1.1,相应露点温度为 58.15℃的工况进行相关参数的计算。
根据供热系统实际运行工况,相对于锅炉本体排烟温度(一级余热回收装置进口烟温)为 110 ℃时,不同排烟温度下显热回收量、潜热回收量、水蒸气冷凝率以及锅炉热效率增量的计算结果。
由计算结果可知,排烟温度越低,水蒸气冷凝率越高,潜热和显热回收量也相应越高。
当排烟温度低于 60 ℃(接近烟气露点温度)时,回收总热量及锅炉热效率的变化值迅速增大,这主要是由于排烟温度低于露点温度,烟气中水蒸气的汽化潜热得以回收;当排烟温度继续降至40℃时,水蒸气冷凝率65% ,每燃烧 1 m3 天然气所回收的显热为 1 090 kJ,潜热为2650 kJ,锅炉热效率可提高10.17% 。
蒸汽锅炉烟囱余热回收节能计算
蒸汽锅炉余热回收节能计算
武汉xx项目设置2台1.5t/h的蒸汽锅炉（一用一备）和3台1.75MW的真空热水锅炉，锅炉均以燃气为主，燃油作为备用。
因热水锅炉并未设置了排烟热回收装置，故此次余热回收节能分析仅针对蒸汽锅炉进行分析。
查相关资料，燃气蒸汽锅炉排烟温度在150~220℃左右，此次分析取210℃。
现已在蒸汽锅炉排烟烟囱处设置了热回收装置，利用锅炉烟气的过热加热锅炉给水，加热后的锅炉给水进入锅炉，同时可使烟气温度降到120℃左右，从而达到节能效果。
技术参数（单台）
热量回收计算表
节能分析计算
在蒸汽锅炉排烟管处设置余热回收器，烟气温度由210℃降到120℃左右，每小时可加热将1.5吨 20度的锅炉给水加热到41.1℃，回收38.86KW的热量。
按天然气燃烧热值8500大卡/立方、锅炉效率92%计算，则锅炉每小时可节省天然气38.86KW×3600/4.1868÷8500大卡/立方÷92％≈4.3立方/小时
按武汉区域天然气价格3.28元/立方计算，则每小时节省费用：
4.3立方/小时×3.28元/立方＝14.1元/小时
每年锅炉运行时间按7200小时计，则每年可节约：
14.1元/小时×7200小时＝101520元。
回转窑和余热锅炉系统的冶炼及热力学计算
回转窑和余热锅炉系统的冶炼及热力学计算朝鲜锌工业集团现有冶炼废渣50万吨左右。
物料组成为:Zn9%, 铅4.9%, 银150g/t.，并且在每天生产中还要排出废渣。
通过焙烧收集技术，可以把锌铅通过焙烧的提取，根据现有原料计算可以提出含量50%左右次氧化锌和氧化铅。
1．介绍-工艺系统朝鲜端川锌厂历年来锌系统产出的锌废渣一直堆存而未处理，为回收其中锌金属及其它有价金属，决定建设2台Ф3×45m锌废渣回转窑，捕集的氧化锌进行浸出、净液、电解最终获得电锌，由于氧化锌的湿法处理系统需要蒸汽，为此厂方决定在回转窑后增设余热锅炉，回收回转窑烟气中的余热，产出低压蒸汽供电锌生产使用。
-生产能力回转窑单台日处理原料200吨，配套收集系统、脱硫系统，每天单台可收集50%的次氧化锌30-35吨，两套设备可以完成日处理400吨原料的计划，每天可收集50%的次氧化锌60-70吨。
-工艺介绍将含锌渣混入无烟粉煤或焦粉,用加料装置进入回转窑内，由于窑内体具有倾斜度和一定的转速，炉料在室内不断运动，配入的还原煤中的碳，在高温作用下，使原料中的Zn还原形成金属锌，在大于1000℃下，锌剧烈挥发成锌蒸汽，并与窑头进入的空气，迅速被氧化成ZnO,氧化锌随烟气一道进入沉降室及余热锅炉。
余热锅炉采用直通式结构，全自然循环，窑尾550℃烟气进入前段膜式水冷壁组成的沉降室，用于冷却和沉降粗烟尘，这部分含氧化锌较低的粉尘可返回配料，后段是带有对流管束的蒸发区，这部分含氧化锌较高的粉尘可直接送入表面冷却器进收集系统，本锅炉设计换热面积约600㎡，出余热锅炉烟气温度为300℃左右，送入表面冷却器，锅炉为支撑式结构。
锅炉清灰采用振打和爆破清灰相结合，对膜式水冷壁，设置一部分高效弹性振打机，对流管束采用脉冲爆破清灰，设置打焦孔。
锅炉保温采用硅酸铝纤维隔热层，加彩钢板作防护层。
烟气通过表面冷水烟道，被冷却至160℃以下，通过引风机进入布袋收尘室，被布袋捕集的氧化锌粒子落入集尘斗，定期排除包装出售或自用。
余热回收的计算公式
余热回收的计算公式
余热回收的计算公式是：回收率=回收的余热量÷总排放的余热量×100%。
而针对特定场景，比如烟气的余热回收，计算公式可以更具体。
比如在某一情况下，烟气温度从300℃降到℃，每小时可以回收热量万大卡。
这个热量计算如下：
Q=Cp×M×ρ×（T进-T出）=/(kg·℃)×630000m/h×/m×℃=.5kj/h=万kcal/h
其中：Q为每小时回收热量，M为烟气流量630000m/h，ρ为烟气密度/m（注烟气的密度采用300℃时的数值），Cp为烟气定压比热/(kg·℃)（注烟气的定压比热采用300℃时的数值），T进、T出：分别为过热器吸热单元前后的烟气温度（按T进烧结机出口温度300℃，T出按过热器理论设计可达出口温度℃）。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
参数名称 乏汽流量 （kg /h ） 乏汽温度 （℃ ） 乏汽压力 （MPa ） 数 值 53 000 140 0.36
2
热水余热资源的计算
冷却水的余热量 QW。 QW = GW×lW×cW （1 ）
收稿日期： 2010- 05- 26 作者简介： 王士国 （1977— ） ， 男， 江苏丰县人， 中烟生产管理部技改业务员,学士学位， 从事设备管理工作。
度为 20 ℃， 出口蒸汽为 1 MPa 的饱和蒸汽。 查表的焓值： h0' = 2777.7（kJ / kg ） ； hi' = 83.96（kJ / kg ） 。 每 kg 水吸收的热量为 q' = h0' - hi' = 2 777.7 - 83.96 = 2 693.74（kJ/kg ） （4 ）
《装备制造技术》 2010 年第 8 期
余热锅炉的热力回收计算分析
王士国
（广西中烟工业公司， 广西 南宁 530001 ）
摘 要： 针对烟厂余热锅炉的热力回收问题， 运用热力学原理进行了多方面的计算分析， 得出了余热锅炉的热效率数据， 为余热锅炉 的设计提供了依据， 阐明了余热利用的巨大潜力， 指出余热的利用是企业降低能耗、 加强环保的重要途径。 关键词： 烟厂； 余热； 锅炉； 回收； 计算； 分析 TS43 中图分类号： 文献标识码： A 文章编号： 1672- 545X （2010 ） 08- 0061- 04
设备成本与受热面之间的关系为 c =α a c—— —设备成本； a—— —受热面积； α、β—— —常数由余热锅炉形式决定。
0.5
+β
（9 ）
62
《装备制造技术》 2010 年第 8 期
由上图可知， 单位蒸发量所需的设备成本 （c/s ） 随烟气出 口温度 t2 温度变化有一个最小值， 与这个最小值相对应的， 是 的 25 %。最经济的 最经济的烟气出口温度， 该值约为 （ti - t0'） 排烟温度约为 70 ℃，但由于烟气露点温度和设备的限制， 选 择的排烟温度为 100 ℃。 而且对联合循环来说， 燃气轮机排气压力， 主要用于克服烟气 的流动阻力， 而不是对外做功， 对烟气 的计算， 可仅考虑温 烟气比热可近 度。目前排烟温度通常在 400～500 ℃之间， 似视为常数， 因此可用上式计算其比。 （4 ）水和水蒸气的。对于稳定流动的系统 e1 = T 1c dT - c dT = 乙 T T 乙c T T
e1 = e1 =
dh - T 乙T
h
0
dq T
s
dh - T ds T T =乙 T
0 0 0 0
（17 ） （18 ）
乙dh - T 乙ds = (h - h ) - T (s - s )
h0 0 s0
由式 e = (h - h0 ) - T0 (s - s0 )进行计算。 余热锅炉的回收热力学过程分析 余热锅炉回收的示意如图所示， 图中 Egh 为燃机排气带 Eg， （外部 入余热锅炉的 ， L 为余热锅炉排烟带走的 损失 损失） ， Esh 为进入余热锅炉水的， Ehs 为余热锅炉产生蒸汽 所携带的 ， EL， （内部 i 为余热锅炉换热过程的不可逆 损失 损失 ） 。 Ehs
108
（5 ）
（6 ）
表2
参数 名称 数 值 温度 （℃ ） 140 压力 （MPa ） 0.36
蒸汽的参数表
饱和液体比焓 （kJ/kg ） 589.21 饱和液体比熵
锅炉效率 （% ）
106 104 102 100 98 96 94 92 90 88 0 20 40 60 80 100 120 140 排烟温度 （℃） 160 180 200 a = 1.05
受热面积、 设备成本、 蒸发量、 设备投资效益
（8 ）
1
2 Gmax
3 4
烟气出口温度 t2(℃)
3.2
余热锅炉的水吸热量 回收得到的热量， 可视为进出口流体的焓差。 进入水的温
1. 蒸发量 s 2.设备投资效益 c/s 3.受热面积 f 4.设备成本 c
图2
受热面积、 设备成本、 蒸发量、 设备 投资效益与烟气出口温度的关系
1
余热锅炉的形式
余热锅炉设置在各类工业流程中， 用于回收余热， 在提高
整体装置的热效率， 从而减少公害和满足某些工艺要求方面， 起着十分重要的作用。 余热锅炉的热回收对象， 最普通的是工 艺气体、 烟道气体等显热， 以及固体余热交换后的排气显热和 固体辐射等。 1.1 余热锅炉的分类 按工艺原有设备的性质， 余热锅炉可分为两类： 一类主要 是对工厂生产过程中的气体进行冷却， 满足工艺要求； 另一类 主要是为节能而进行的热回收。 余热锅炉按水循环方式， 可分为自然循环与强制循环。 从 联合循环应用的趋势来看， 自然循环是一种更可取的技术 。 余热锅炉按气体通道， 可划分为火管式和水管式。 按换热形式划分， 余热循环可分为辐射和对流。 在以动力回收为目的的系统中， 还采用多压余热锅炉， 如 烟厂所用的余热锅炉的余热资源，是来自压缩机的温度 为 140 ℃、 流量为 53 t / h 的饱和水。 其余热资源的参数如表 1 所示。
图 1 余热锅炉排烟温度与锅炉效率的关系图
余热锅炉经济性核算 余热回收所需的受热面积， 如下式所示 W(ti - t0 ) A= Q = k△tm k 式中， △tm = (ti - t0 ) t- t ' In i 0 t0 - t0 ' （7 ）
假定 W、 k 为常数， 引入无因次受热面积 α； a= k A W
双压与三压余热锅炉， 来提高发电效率。 采用多压余热锅炉技 术， 可更有效地回收排气的余热， 由于多压， 吸热线与放热线 能够更好地匹配， 减少了传热的不可逆损失， 回收的 值高， 构成的循环效率高； 另一方面， 由于节点的改变， 减轻了单压 等级的增加， 尽量回收的热量几乎不增加， 但回收的 增加， 发电量增加。 1.2 余热锅炉的发展趋势 美国从上世纪 50 年代开始， 就研究用于回收钢铁工业余 热的余热锅炉，此后相继开展了用于回收其他行业余热资源 的余热锅炉研制， 积累了大量的经验。 美国已制造并运行数十 台热管余热锅炉； 用于燃油 、 燃气和煤的联合循环的无补燃 、 补燃和全燃的单压、 双压、 三压和再热或不再热的余热锅炉已 商业化。日本已研制推广用于各种余热源的多种型号的余热 锅炉， 并已成批制造热管式余热锅炉； 干法熄焦余热锅炉， 已 成为日本钢铁企业中实用化节能效果的高温余热回收设备 。 现在，余热锅炉已向高参数和全部用于发电为主要目的 化工、 建材和轻 的方向发展。我国已开发并制造出用于冶金 、 纺等行业的余热锅炉。但纵观我国余热锅炉成套产品的技术 水平， 与国外先进的同类产品相比， 尚有一定差距， 尤其是自 控水平仍比较落后， 积灰清理效果差， 配套辅机质量差， 尚有 待业内继续探索。
61
Equipment Manufactring Technology No.8 ，2010 式中， QW—— —冷却水的余热量 （kW ） ； GW—— —冷却水用量 （kg/s ） ； lW—— —冷却水的出水温度 （℃ ） cW—— —冷却水的比热 ( kJ/ （kg · ℃ ） ) 对 140 ℃ 的饱和水来说， 代入数据得
0
4
余热锅炉的分析
p
p
p
T0 dT TT源自（16 ）4.1 余热锅炉的分析计算的基础 为了确定能系统中 （进行能量转换或交换的系统） 个别设 大小、 分布及探求提高能量利 备或整个装置能量损失的性质 、 用率的方向和措施，其方法一般可分为两种：能量分析法和 分析法。 （1 ）能量分析法。又称为 “能效率法” ， 其特点是依据热力 学第一定律 （仅从能量的数量出发） 分析揭示装置或设备在能 量数量上的转换、 传递、 利用和损失的情况， 故此法亦称 “第一 定律分析法” 。其主要计算是对装置或设备进行 “能量平衡” （又称热平衡 ） 的计算。主要热力学指标为 ηt， 定义为 ηt =（收益的能量 ） （ / 消耗的能量 ） =（消耗的能量 - 能量的损失 ） （ / 消耗的能量 ） （10 ） （2 ）分析法。是结合热力学第一定律和第二定律 （以第 二定律为主） 即从能量的数量和质量相结合的角度出发， 分析 揭示装置或设备在能量中的 （有效能） 的转换、 传递、 利用和 损失的情况， 故又被称为 “第二定律分析法” 。 其主要计算是对 装置或设备进行平衡的计算， 故又称为平衡法， 其主要热 力学指标为 “效率” ηe， 定义为： ηe =（收益的 ） /（消耗的 ） =（消耗的- 的损失 ） （ / 消耗的 ） （11 ） 4.2
( kJ （ / kg · K ） ) 1.7393
压机的余 烟厂压缩机废气余热， 是一种低温的余热资源。 热如直接排放， 不仅浪费了热能， 而且污染环境 。原来该厂的 冷却水排放到环境中， 在厂区中的小河常年烟雾缭绕， 能源浪 费现象一目了然。
3
3.1
余热锅炉的热力学计算
余热锅炉烟气回收的余热量 （1 ）加热炉进口烟气的总余热量 Qi 。 Qi = α Vi t i C i 其中， Qi —— —加热炉进口烟气总余热量 （kW ） ； α —— —加热炉烟气冒顶损失系数， 一般取 0.9； Vi —— —加热炉入口的烟气体积 （m3/ h ） ； ti — ——加热炉入口烟气平均温度 （℃ ） ； Ci —— — 加 热 炉 入 口 在 温 度 为 ti 时 ， 烟气的平均比热 ( kJ/ （m3 · ℃ ） )。 （2 ）加热炉出口烟气的总余热量 Q0。 Q0 = α V0 t 0 C 0 其中， Q0— ——加热炉排出烟气总热量 （kW ） ； t0 —— —加热炉排烟平均温度 （℃ ） ； C0— ——加 热 炉 出 口 在 温 度 为 t0 时 ， 烟气的平均比热 ( kJ （ / m3 · ℃ ） )。 （3 ） 余热锅炉可回收利用的烟气余热量 ΔQ。 ΔQ = Qi - Q0 = α V（ 0 ti Ci - t0 C0 ) = 0.9×390 600×4.186× （450×0.347 - 100×0.33 ） = 50 339.1 （kW ） （3 ） （2 ） 3.3