環(huán)形加熱爐低熱值煙氣余熱利用.docx

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環(huán)形加熱爐低熱值煙氣余熱利用 國(guó)家“十三五規(guī)劃”明確提出了節(jié)能減排的目標(biāo)，到2020年，單位GDP能耗比2005年下降40%-45%的目標(biāo)，2030年單位GDP碳排放比2005年下降60%-65%的要求，“十三五”(到2020年)單位GDP能耗只需要下降13%，單位GDP碳排放下降14%或15%，就可以完成對(duì)國(guó)際承諾的減排任務(wù)?！笆濉币?guī)劃提出的約束性指標(biāo)更加明確了國(guó)家節(jié)能減排的決心。 根據(jù)調(diào)查，各行業(yè)的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%-67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。 政府已將“余熱余壓”利用工程列為“十大重點(diǎn)節(jié)能工程”之一。節(jié)能減排已成為整個(gè)社會(huì)的共同任務(wù)。 為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，針對(duì)環(huán)形加熱爐余熱回收配套余熱鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行余熱的回收利用。 ?? 一、技術(shù)特點(diǎn) 熱利用：就是直接利用廢氣熱能，提供生產(chǎn)生活需要，簡(jiǎn)單、直接。 動(dòng)力回收：是將廢氣熱能轉(zhuǎn)化成清潔的、使用方便、輸送靈活的蒸汽，可以擴(kuò)大余熱利用途徑。對(duì)廢氣余熱中的熱能進(jìn)行動(dòng)力回收，是一項(xiàng)最佳的節(jié)能措施。能實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”，是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保綜合利用技術(shù)改造項(xiàng)目，其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益十分顯著。 二、余熱回收的好處： 1、回收利用環(huán)形加熱爐的排煙熱能，進(jìn)行余熱回收，可提高企業(yè)的能源利用率。 2、余熱回收所產(chǎn)蒸汽直接用于發(fā)電，減少外購(gòu)電能，降低單位生產(chǎn)成本。 3、可以緩解能源供應(yīng)緊張的局勢(shì)、減少污染物的排放。 4、企業(yè)建設(shè)余熱回收可提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，減少大氣污染物的排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益多贏的局面，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)。 三、余熱鍋爐防爆： ?? ?余熱鍋爐汽包采用2只安全閥控制，超壓自動(dòng)泄壓，液位采用磁翻板控制設(shè)計(jì)高低水位報(bào)警，安裝有電接點(diǎn)壓力表超壓報(bào)警。 四、煙氣余熱回收設(shè)備流程： 1、450℃的煙氣沿經(jīng)煙道依次進(jìn)入熱管蒸發(fā)器、中低溫?zé)峁軗Q熱器降到≦160℃，經(jīng)煙囪排出。 2、?系統(tǒng)特點(diǎn) (1)操作簡(jiǎn)單、維修方便、工作可靠，整個(gè)系統(tǒng)的熱量輸送過(guò)程不需要任何外界動(dòng)力，故障率低，效率高。 ????（2）整個(gè)系統(tǒng)中熱管蒸發(fā)器和中低溫?zé)峁軗Q熱器均采用熱管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，處上升管和下降管其他全部受壓元件的組焊均在廠內(nèi)完成，整體出廠，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，減少現(xiàn)場(chǎng)安裝焊口，縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝量，節(jié)約安裝費(fèi)用。 ?? ??3、余熱鍋爐輔助系統(tǒng) 排污系統(tǒng)——汽包設(shè)定期排污，排去適量的污水以確保蒸汽品質(zhì)。 蒸汽放散——設(shè)備故障時(shí)，蒸汽能夠?qū)崿F(xiàn)緊急快速放散蒸汽。 ?? ??4、套管式熱管余熱鍋爐特點(diǎn) 1）、?有更高的效率。套管式熱管余熱回收器的傳熱元件是超導(dǎo)熱管，保留了熱管相變傳熱的固有特點(diǎn)，傳熱快，效率高；在結(jié)構(gòu)上，套管是全逆向換熱，換熱效率在傳統(tǒng)鍋殼式余熱回收器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高； ??? 2）、?更低成本。由于換熱效率更高，同等效率需要的受熱面積減少，因此設(shè)備重量減輕，成本更低； ??? 3）、?更好的抗露點(diǎn)腐蝕。熱管是等溫傳熱，受熱面壁面溫度高于露點(diǎn)溫度，不易結(jié)露，同時(shí)，由于套管式余熱回收器每一根都是相對(duì)獨(dú)立的，所以可以更好的控制壁面溫度，進(jìn)而可以更有效防止露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生； ??? 4）、?更大耐壓。套管式余熱回收器完全擯棄鍋筒，而全部使用小口徑無(wú)縫管，很薄的壁厚即可承受十倍鍋筒的壓力； ??? 5）、?外形更靈活。由于設(shè)計(jì)時(shí)不需要考慮鍋筒，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)成任意形狀，可用整體式和分體式，更容易布置； ??? 6）、?安裝更方便。由于換熱效率高，換熱面積降低，并且沒(méi)有鍋筒的重量，外形靈活，可整體安裝，也可分塊組裝，安裝更容易，安裝成本更低； ??? 7）、?運(yùn)行更安全。設(shè)備沒(méi)有大容器的存水空間，不會(huì)出現(xiàn)事故時(shí)閃蒸，即使承壓運(yùn)行，也永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生爆炸類事故。 5、系統(tǒng)工作原理 ???? ?余熱鍋爐系統(tǒng)煙氣先經(jīng)過(guò)熱管蒸發(fā)器后經(jīng)過(guò)中低溫?zé)峁軗Q熱器。 ???? ?(1)?各段換熱設(shè)備之間有過(guò)渡段連接，過(guò)渡段上設(shè)有人孔（供設(shè)備安裝和停爐檢修時(shí)使用）。每套裝置平臺(tái)均留有通道，以便設(shè)備安裝和維修需要。 ???? ?(2)熱管蒸發(fā)器是由若干根套管式熱管元件組合而成。其基本結(jié)構(gòu)及工作原理如圖所示。 ????熱管的受熱段置于熱流體風(fēng)道內(nèi)，熱風(fēng)橫掠熱管受熱段，熱管元件的放熱段插在汽--水系統(tǒng)內(nèi)。由于熱管的存在使得該汽--水系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱源分離而獨(dú)立存在于熱流體的風(fēng)道之外，汽--水系統(tǒng)不受熱流體的直接沖刷。熱流體的熱量由熱管傳給水套管內(nèi)的飽和水（飽和水由下降管輸入），并使其汽化，所產(chǎn)蒸汽（汽、水混合物）經(jīng)蒸汽上升管到達(dá)汽包，經(jīng)汽水分離以后再經(jīng)主汽閥輸出。這樣熱管不斷將熱量輸入水套管，通過(guò)外部汽--水管道的上升及下降完成基本的汽--水循環(huán)，達(dá)到將熱煙氣降溫，并轉(zhuǎn)化為蒸汽的目的。 ??? (3)熱管換熱器也是由若干根特殊的熱管元件組合而成，熱管的受熱段置于煙氣風(fēng)道內(nèi)，熱管受熱，將熱量傳至夾套管中從除氧器進(jìn)來(lái)的除氧水，加熱到140℃以上，送至汽包。 ? 五、系統(tǒng)特點(diǎn) (1)采用熱管作為傳熱元件，整個(gè)汽水系統(tǒng)的受熱及循環(huán)完全和熱流體隔離而獨(dú)立存在于熱流體煙道以外，這就使本系統(tǒng)有別于一般余熱鍋爐。 (2)設(shè)備中熱管元件間相互獨(dú)立，熱流體與蒸汽發(fā)生區(qū)雙重隔離互不影響，即使單根或數(shù)根熱管損壞，也不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，同時(shí)水、汽也不會(huì)由于熱管破損而進(jìn)入熱流體。 (3)設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)節(jié)熱管兩端的傳熱面積可有效地調(diào)節(jié)和控制壁溫，防止低溫酸露點(diǎn)腐蝕。 (4)操作簡(jiǎn)單、維修方便、工作可靠，整個(gè)系統(tǒng)的熱量輸送過(guò)程不需要任何外界動(dòng)力，故障率低，效率高。 ???（5）整個(gè)系統(tǒng)中熱管蒸發(fā)器和熱管省煤器均采用積木式模塊化箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，全部受壓元件的組焊均在廠內(nèi)完成，分段出廠，現(xiàn)場(chǎng)吊裝，減少現(xiàn)場(chǎng)安裝焊口，縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝量，節(jié)約安裝費(fèi)用。 六、ORC有機(jī)朗肯余熱發(fā)電簡(jiǎn)述 1、ORC發(fā)電裝置的工作原理 工作原理與朗肯循環(huán)熱機(jī)相同，常規(guī)火電廠的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組使用的介質(zhì)是水，而ORC發(fā)電機(jī)組使用的是有機(jī)物質(zhì)。有機(jī)介質(zhì)的選定是由余熱的溫度水平?jīng)Q定的，不同的溫度選用不同的介質(zhì)，常用的介質(zhì)有R134、R245fa和各種烷類等。利用有機(jī)介質(zhì)的低沸點(diǎn)特性（35-65℃蒸發(fā)），當(dāng)余熱溫度大于介質(zhì)蒸發(fā)溫度時(shí)，有機(jī)介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)汽化，相變?yōu)榫哂幸欢▔毫Φ臍怏w，推動(dòng)螺桿或透平膨脹機(jī)做功，螺桿機(jī)或透平機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。做功后有機(jī)介質(zhì)氣體的溫度和壓力下降，從螺桿機(jī)或透平機(jī)排出時(shí)為氣液兩相，經(jīng)冷凝器冷凝為全液相，進(jìn)入儲(chǔ)液槽，工質(zhì)泵將液態(tài)工質(zhì)泵入蒸發(fā)器，完成一個(gè)做功循環(huán)。 2、機(jī)組工作 熱水、低壓飽和蒸汽、熱物液、煙氣經(jīng)蒸發(fā)器流出，有機(jī)工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)汽化，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)，工質(zhì)氣體壓力達(dá)到1.0-1.5MPa,推動(dòng)螺桿膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)，經(jīng)冷凝器冷凝后進(jìn)入集液槽，由工質(zhì)泵泵入蒸發(fā)器，輸出電力并入電網(wǎng)。 3、工藝流程 4、機(jī)組外形圖 六、系統(tǒng)流程示意圖