一、方案簡介
本方案主要是采用熱管換熱器,對熱風(fēng)爐出口煙氣進行余熱回收?;厥盏臒崃肯募居糜诮o蒸汽鍋爐的給水進行預(yù)熱,冬季用于辦公樓采曖。
熱風(fēng)爐出口的煙氣為260℃左右, 煙氣量約為25000m3/h。 經(jīng)過熱管換熱器,冬季煙氣溫度可以降至140℃左右,回收的熱量約為595kw,如果辦公樓供暖面積熱指標(biāo)按58—81w/m2計,約可供7000—10000平米的采曖用熱; 夏季熱風(fēng)爐的煙氣經(jīng)換熱器后, 煙溫可降至120℃左右,可回收的熱量約680kw左右,可以將鍋爐的13t/h給水, 由15℃提高到63℃左右, 如果考慮10%的散熱損失, 也可以使鍋爐的給水提高到58.5℃。熱管換熱器安裝于熱風(fēng)爐出口與引風(fēng)機進口之間。
由于換熱器的水程為常壓容器,其所承受的壓力不得超過1kg/cm2.所以在給鍋爐水預(yù)熱時,只能先由泵將鍋爐水注入膨脹水箱,然后鍋爐用水靠靜壓經(jīng)換熱器、管道流回儲水池。這樣水泵的起停就要依據(jù)膨脹水箱的水位進行控制,如果鍋爐水的回程流量與水泵流量不匹配,會造成水泵產(chǎn)頻繁啟動。所以鍋爐水的回程流量控制很關(guān)鍵。
二、鍋爐給水預(yù)熱對鍋爐運行影響的分析
鍋爐給水溫度升高,會影響到省煤器的換熱,使省煤器的出口煙溫有所升高從而會進一步影響到空預(yù)器,使排煙溫度有所升高。
在鍋爐給水溫度升高時,假定省煤器進口的煙溫保持不變,因為省煤器進口的煙溫及空預(yù)器進出口的煙溫變化相對不是很大,省煤器,空預(yù)器中煙氣流速的變化也不會很大,所以可以假定省煤器及空預(yù)器的傳熱系數(shù)不因鍋爐給水溫度的變化而變化,省煤器及空預(yù)器的換熱量僅取決于冷熱流體的對數(shù)傳熱溫差。
根據(jù)以上假定,采用某一代表性燃料(Cp=51.5, Hp=3.37, Op=4.87, Np=0.58, Sp=0.79, Wp=6.5, Ap=32.39, Vp=38.5, Qdw=19720kj/kg),分別按鍋爐給水溫度為18℃和59℃,對鍋爐進行校核計算,結(jié)果如下:
名 稱 | 單 位 | 給 水18℃ | 給 水59℃ | 實際運行情況 |
蒸發(fā)量 | T/h | 13 | 13 | 13 |
給水流量 | T/h | 13 | 13 | 13 |
給水溫度 | ℃ | 18 | 59 | 自然溫度 |
省煤器出口水溫 | ℃ | 107.1 | 134.3 | 107 |
省煤器入口水溫 | ℃ | 396 | 396 | 396 |
省煤器出口煙溫 | ℃ | 207 | 226.4 | 207 |
排煙溫度 | ℃ | 153 | 167.3 | 153 |
空預(yù)器入口風(fēng)溫 | ℃ | 30 | 30 | 自然溫度 |
空預(yù)器出口風(fēng)溫 | ℃ | 103.9 | 112 | 105 |
排煙損失 | % | 7.53 | 8.4 | |
化學(xué)未完全燃燒損失 | % | 0.5 | 0.5 | |
機械未完全燃燒損失 | % | 8 | 8 | |
散熱損失 | % | 2.3 | 2.3 | |
灰渣物理熱損失 | % | 0.64 | 0.64 | |
鍋爐效率 | % | 81.02 | 81.15 | |
燃料總消耗量 | Kg/h | 2214 | 2097 | |
計算燃料消耗量 | Kg/h | 2037 | 1929 |
從以上的結(jié)果可以看出,給水溫度升高,雖然排煙溫度會有所提高(由153℃升高到了167.3℃),但鍋爐的燃煤量仍降低了117kg/小時,折合成標(biāo)煤為78.7 kg/小時。
同時由于鍋爐給水溫度的升高,會使省煤器的壁溫有所升高,從而減輕省煤器的腐蝕。
三、經(jīng)濟效益分析
1. 余熱采曖節(jié)約的燃料費用
冬季采曖利用余熱,可回收的熱量為595 kw,如果該部分熱量由鍋爐提供,假定鍋爐的效率為80%,則每小時消耗的燃料為:B=595×3600/(0.8×29308)=91.4kg標(biāo)煤/小時,以每年的采曖時間為2500小時計,每年節(jié)約燃料為228.5噸標(biāo)煤。按每噸標(biāo)煤500元計,每年采曖節(jié)約的燃料費為11.43萬元。
2. 預(yù)熱鍋爐給水節(jié)約的燃料費用
根據(jù)前面的計算,可知,余熱用于預(yù)熱鍋爐的給水,每小時可節(jié)約的燃料為78.7kg標(biāo)煤,假定每年給鍋爐給水預(yù)熱的時間為5500小時,每年節(jié)約的燃料為432 .9噸,節(jié)約燃料費為21.6萬元。
3. 換熱器煙側(cè)阻力導(dǎo)致引風(fēng)機電費增加值
未加熱換熱器時,引風(fēng)機的流量為25000m3/h,假定引風(fēng)機的全壓為450Pa。加換熱器后,引風(fēng)機的流量為25000×[(273+140)/(273+260)]=19371m3/h,引風(fēng)機全壓為450+150=600 Pa。 假定引風(fēng)機的效率為75%。加換熱器后引風(fēng)機耗電增加值為N=(19371/3600)×600/0.75-(25000/3600) ×450/0.75=138w=0.138kw,以每年運行8000小時,電價:0.8元/kw.h計,每年電費增值為:0.138×8000×0.8=883元。
4. 預(yù)熱鍋爐給水用泵每年所需電費
泵IS80—65—125的軸功率約為4.0 kw。泵每年所耗電費為4.0×5500×0.8=17600元。
根據(jù)以上的核算可知:采用本方案對熱風(fēng)爐的煙氣進行余熱回收利用,每年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益約為31萬元。
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