烟气冷凝热回收方案设计与计算
《燃气应用》课程2010-2011学年春季学期大作业
目录
一、研究背景 (2)
二、研究问题 (3)
三、方案设计及计算 (4)
1.方案一计算 (4)
2.方案二计算 (10)
3.1给定方案计算 (10)
3.2扩展方案设计及计算 (10)
四、比较探讨 (15)
五、总结思考 (15)
六、课程总结 ............................................................................. 错误!未定义书签。
一、研究背景
在北京，近几年出现了许多作为区域供热热源的中小型天然气锅炉，2005年北京用于采暖的天然气耗量约20亿Nm3/年，如果50%的锅炉能够回收这些天然气燃烧的烟气冷凝热，将节约天然气用量1.5亿Nm3/年。天然气价格按1.8元/Nm3计，则每年可减少燃料费用2.7亿元。可见，实现天然气烟气冷凝余热在采暖的应用，将会显示出巨大的经济效益和社会效益。
由于天然气的主要成分为甲烷，含氢量很高，因而燃烧后排出的烟气中含有大量的水蒸气（容积成分接近20%），水蒸气的汽化潜热占天然气高位发热量的比例为10%-11%，若将烟气冷凝潜热回收，可较大幅度提高天然气的利用效率，因此回收利用烟气余热是提高天然气利用效率的一种有效途径。
目前，燃气锅炉回收烟气冷凝热利用系统是按照温度低的供热回水通过设置在锅炉尾部的凝水换热器使烟气冷却，从而获取烟气的部分显热和水蒸气潜热。在空气温度低的环境中，一些冷凝锅炉还在冷凝换热器后设置空气预热器，使烟气温度进一步降低，冷凝热进一步得到利用，被加热的空气进入锅炉燃烧。
具体分析实际工程：锅炉工
作将产生较高温度的水，同时为
了避免低温水通入锅炉导致锈蚀
等一系列问题，需要对送进锅炉
的水有一定温度要求。另一方面，
房间侧采用地板采暖或者暖气片
采暖等不同形式所需要的供水温
度不一样（回水温度也相应不一
样），但都比锅炉出水温度低。
因此合理的安排利用锅炉高温出
水、房间低温回水、高温烟气等资源（如图1所示）满足各处温度需求的同时利用烟气冷凝回收热减少能耗是一个很值得研究探讨的问题。
二、研究问题
基于上述研究背景，课程设置研讨问题，分析比较采取下述两种不同的方案实现烟气冷凝热回收时的效率：
方案一：
此方案采用换热器+混水的方式，
具体图示如右图所示。
从图中可以看出此方案通过将锅
炉中排出的高温烟气与房间回水通过
换热器进行换热从而实现烟气冷凝热
回收。之后被烟气初步加热的水与锅
炉出口的高温水进行混水从而实现锅炉入口水的预热同时将锅炉出口水温降至房间供水温度要求。
方案二：
此方案采用吸收机的方式，具体图
示如右图所示。
从图中可以看出此方案通过利用
吸收机，将锅炉出口的高温水作为吸收
机发生器的热源，将房间回水作为通过吸收
器和冷凝器的冷却水（从而实现对其加热的目的），将高
温烟气通过蒸发器的作用实现冷却：从而实现烟气冷凝热回收及各处水温的要求。
对于两方案给定以下参数：
锅炉出水温度95℃，锅炉进水温度60-70℃；
房间供水温度50℃，房间回水温度35℃（采用地板采暖方式）；
查阅资料得通过空气预热器等装置后相应规模的燃气锅炉排烟温度约为130℃；
房间侧热负荷不变，因此可以假设房间侧水流量为1000kg/h。
三、方案设计及计算
本部分以上述题目中给定的两种方案为基础，利用给定参数进行设计计算，首先对两给定方案进行计算分析；之后再根据发现的方案不足进行方案扩展设计及计算，从而合理的做出两种方案的天然气利用效率（η）—排烟温度（t）曲线，以此分析比较两方案的差异。
1.方案一计算
按照上文方案一示意图上标注的字母表征各处水温及水流量。我们以换热器出口处的水温t3作为变量，可以得到不同换热量下的排烟温度，进而计算出此一系列不同情况下的天然气利用效率，得到η—t曲线上一系列点。因此，我们先确定可行的t3范围。
流量守恒：
系统运行中需要保证各处的流量大于0，根据混水段能量守恒及质量守恒可以在EES 中编制程序计算各处的流量。
t1_out=95 %输入已知参数
t2=t1_out
t3_in=50
t3_out=35
t3=50
t4=t3
t1_in=70
h1_out=ENTHALPY(Water,T=t1_out,x=0) %计算各处水的焓值
h2=h1_out
h3_in=ENTHALPY(Water,T=t3_in,x=0)
h3_out=ENTHALPY(Water,T=t3_out,x=0)
h3=ENTHALPY(Water,T=t3,x=0)
h4=h3
h1_in=ENTHALPY(Water,T=t1_in,x=0)
G3=1 %此处计算流量取G3=1来分析
G1*h1_out-G2*h2+G4*h4=G3*h3_in %利用混水的能量守恒
G3*h3-G4*h4+G2*h2=G1*h1_in
G1=G2+G3-G4 %利用混水的质量守恒
由此可得如下计算结果：
从计算结果中可以看出，从Run5开始有流量变为负值，不合实际，因此可知t3的温度范围必须在35~50℃范围内。之所以有此范围是因为要同时满足锅炉出水温度降为50℃和锅炉入水温度升为60-70℃，因此，通过烟气换热后的回水温度不能过高，也即相当于烟气和回水换的热量不能过大。
排烟温度试探
在上述初步确定t3范围后进一步结合烟气和房间回水的换热进行计算。
在前文EES程序基础上进一步编写程序计算与相应换热器出口回水温度t3对应的排烟温度。
G3=1000 %给定房间侧水流量为1000kg/h
G1*h1_out-G2*h2+G4*h4=G3*h3_in
G3*h3-G4*h4+G2*h2=G1*h1_in
G1=G2+G3-G4
q=34574.4 %q表征天然气的体积热值
B=G1*(h1_out-h1_in)/(q*0.8) %B表征锅炉加热所需的天然气体积，0.8为设定的锅炉效率
V=11.39*B %V表征产生的烟气体积，查得1体积的天然气燃烧后产生11.39体积的烟气
c=1.374631 %c表征烟气的体积比热，根据烟气组分、各组分体积比及各组分的体积比热计算得到
t0_in=130
Q0=G3*(h3-h3_out) %Q0表征换热器中水侧的换热量
t0_out=t0_in-Q0/(V*c) %先只考虑显热，以此算得的排烟温度估算t3范围以t3在35~50℃的范围代入进行运算可得如下计算结果：
由表中数据可以看出，由于天然气热值较大，导致其能加热的水量很大，因此可以提供给烟气的热量相对很多而烟气量相对很少，因此烟气降温很低，换热器侧出水38℃时，可以看出此时试算出的温度（未考虑潜热）已为负值，因此进一步细算得到如下结果。
查得烟气露点温度与过
量空气系数关系如右图所示，
查图可得对于本题分析中采
用的陕甘宁天然气在过量空
气系数α为1.1的情况下产生
的烟气其露点温度约为57℃，
因此，对于换热器出水温度
35.6以上的情况进行显热+潜
热校核计算。
烟气潜热计算
关于烟气潜热计算的方法已有多篇文献进行论述，但是由于条件所限对于本问题的解决并不适合，因此根据查得的文献采取了多种方法进行简化计算用以解决本问题中关于烟气潜热计算的问题，其中下述方法比较好的达到了目的。
在田贯三等《用天然气烟气废热做低温热源热泵循环的分析》一文中，通过干烟气和饱和水蒸气的状态方程等得烟气饱和时的含湿量如下：
18000(114.27521.65)/(1.0249.64)vp
f
p d p αα⋅=
++⋅
其中
f
p —烟气的分压力，vp
p —水蒸气在温度T 下的饱和蒸汽压
再根据天然气的组成等条件得到烟气中水蒸气冷凝率1满足如下等式：
[]
168046.5311.61612.464(1)1680
d αϕαφ+⨯-+⨯-=
其中φ—烟气中水蒸气冷凝率，ϕ—燃烧空气相对湿度
根据此式可计算得到烟气中水蒸气冷凝率与烟气温度关系如右图所示。 为了直观的得到冷凝率与排烟温度的关系，可以对曲线进行拟合得到二者的关系式为：
Φ = -7E-06t 3 + 0.0002t 2 - 0.0078t + 1.0075 因此可编制EES 程序在需要潜热计算的温度范围内进行潜热计算。 B=G1*(h1_out-h1_in)/(q*0.8) V=11.39*B c=1.374631 t0_in=130
1
文中定义水蒸气冷凝率为“烟气中水蒸气冷凝率等于单位体积天然气燃烧产生的烟气所产生的凝结水量与燃烧所产生水蒸气量得比值”
Q0=G3*(h3-h3_out) %Q0表征换热器中水侧的换热量
Q1=V*c*(t0_in-t0_out) %Q1表征烟气换出的显热部分
Q2=Q0-Q1 %Q2表征烟气换处的潜热部分
r=2508.66 %r表征水蒸气的气化潜热
m_water=Q2/r % m_water表征烟气中冷凝出来水的质量
fai=m_water/(B*0.7174*2.26) %fai表征烟气冷凝率
fai=-7*10^(-6)*t0_out^3+0.0002*t0_out^2-0.0078*t0_out+1.0075
%fai与排烟温度满足上文得到的关系式
数据说明：在fai=m_water/(B*0.7174*2.26)中分母表示的是烟气中总的水蒸气质量，其中B为所用天然气体积，0.7174表示天然气的密度，2.26表示单位质量天然气燃烧后的水蒸气质量。
对上面试探出的t3温度范围内的情形进行计算，得结果如下（全部都考虑有潜热交换的情况以确定t3温度上限，之后整体分析时再将所得结论与上文t3<35.6时未达烟气露点无潜热交换结论结合计算）：
从表中可以看出，当换热器出口回水温度达到37℃时，烟气出口温度为34.94℃，比换热器回水进出口温度均高，因此，不可能实现。故换热器出口水温降不到37℃，可将其视为回水换热后的上限温度。
整体综合分析
根据前面关于t3范围的确定以及排烟温度的计算方法探讨可以计算在可行运行情况下的排烟温度及天然气利用效率。编制EES程序进行计算：
deltat1=t0_in-t3_out
deltat2=t0_out-t3
deltat=(deltat1-deltat2)/ln(deltat1/deltat2) %计算换热对数温差
KF=Q0/(deltat) %计算换热器的参数KF
eita=(G1*(h1_out-h1_in)+Q0)/(q*B) %计算有天然气利用效率
对整体运行范围计算可得如下结果：
由此数据可作出天然气利用效率（η）—排烟温度（t）曲线及换热器KF—排烟温度（t）曲线如下：
在“比较探讨”部分将对曲线进行进一步分析。
2.方案二计算
3.1给定方案计算
估算工作状态
根据题目要求各设备的进出口状态，考虑吸收机的一系列要求，设计估算吸收机各部分的工作状态：
锅炉热水作为高温热源进出口温度分别为95℃、75℃，发生器的最高温度设计
为70℃；
房间回水先通过吸收器冷却再通过冷凝器进行冷却。对于吸收机，其进口冷却水为35℃，考虑希望其尽量多换热，因此设定吸收器最低温度45℃；之后冷却水通过冷凝器冷却水出口设计为52℃，吸收机冷凝温度即设定为55℃。
对于蒸发器，因为烟气露点温度为57℃，为了回收尽量多的冷凝热，因此蒸发
温度考虑设计为23℃。
可行性分析
当采用原始给定方案时，利用锅炉高温出水作为发生器的热源，需要将其从90℃降至50℃，而冷却水需要从35℃升高至70℃，同时还要使得烟气冷凝，从能量守恒及流量守恒的角度可以发现对于单一利用吸收机而不采取其他措施的情况，无法实现。
若按照前面估算的空气状态设计吸收机，则无法满足高温热水、房间回水、烟气三方面的要求，因此，我们设计了扩展方案并进行计算。
3.2扩展方案设计及计算
3.2.1扩展方案一
根据上文对于给定的初步
方案的不足，我们设计了扩展方案
一，其主要工作原理是通过吸收机发
生器初步降温的锅炉出水和通过吸
收机吸收器和冷凝器初步升温之后
的房间回水再经过换热器进行一次
换热，使其达到题目给定的工作需
求。
先考虑吸收机的工作情况，在其压焓图上标示出标示其状态的各状态点，然后利用EES编制程序可以计算出各点的状态参数如下所示：
根据计算出的表中各状态点参数，可以计算出单位制冷剂流量下的换热量等参数：
设备名称负荷量/单位制冷剂流量
蒸发器（冷负荷）q0 2308
发生器qg 3281
吸收器qa 3179
冷凝器qk 2410
热交换器qt 1158
COP 0.703 由此可以发现设计的吸收机是可行的。接下来，我们需要考虑吸收机外部的平衡问题：
首先根据方案图中标注的水流流向，可以发现换热器两边的流量相等，因此其换热温差应该是相等的。此时从能量守恒角度可以发现该方案陷入了和原给定基本方案相同的一个困境——在满足流量对应的情况下无法满足能量守恒。因为对于此方案，锅炉高温出水经历焓变是发生器放热及换热器换热，房间低温回水经历焓变是吸收器、冷凝器吸热及换热器换热，过程中，其流量一直相等，因此考虑其换热温差粉笔为95℃50℃,35℃70℃，无法满足对烟气冷凝的要求。
由此得到启发，欲实现方案要求，考虑设计分流避免上述困境，由此得到方案二。
3.2.2扩展方案二
扩展方案二示意图如右图所示。
其主要工作原理是：锅炉的95℃高温
出水先通过吸收机的发生器，再通过换热
器换热至50℃送至房间；而房间回水分为
两部分，一部分通过换热器，一部分
通过吸收机。合理设计温度使得吸收
机冷凝器出口水温为50℃，可以直接供至
房间，换热器出口水温为70℃，可以
直接供至锅炉进行加热。
采用此方案从整体能量来看是锅炉的高温水由95℃降至50℃，与此部分流量相对应的房间回水是由35℃升至70℃，由此可以见还有一部分热量剩余；对于通过吸收机部分的房间回水可以认为是通过吸收机实现35℃水升温至50℃，由此可见，通过合理设计二者的流量关系可以使得此部分水升温除了利用前面剩余的热量还利用烟气的冷凝热。
下面进行具体计算：
同样先计算吸收机的运行参数状态，通过编制EES程序可以求得如下表结果：
根据计算出的表中各状态点参数，可以计算出单位制冷剂流量下的换热量等参数：
g3=1000kg
g3=g3_part1+g3_part2 %part1是进入吸收机的回水，part2是不进入吸收机的回水Q_g=g3_part2*(t1_out-t1_g)*4.2 %发生器换热量
D=Q_g/qg %制冷剂流量
(t3_k-t3_out)*4.2*g3_part1=(qa+qk)*D %第一部分回水吸收的热量，t3_k是从吸收机出来的回水温度
t1_g-t3_in=t1_in-t3_k %换热器流量相等，都是水因此温差相同
q=34574.4
c=1.374631 %天然气热值和体积比热
B=g3*(h1_out-h1_in)/(q*0.8)
V=11.39*B
t0_in=130 %离开锅炉的烟气温度
S0=q0*D %S0从烟气吸收的热量
eita=(g3*(h1_out-h1_in)+q0*D)/(q*B) %计算出效率
再按照上文方案一中讨论的排烟温度计算方法计算排烟温度即可得到同方案一类似的表格。
由此数据可作出天然气利用效率（η）—排烟温度（t）曲线及换热器KF—排烟温度（t）曲线如下：
从图中可以看出换热器KF远大于方案一中的换热器KF，因此现实可行性较低。但是可以看出其随着排烟温度降低，所需的KF较低，即利用了更多烟气的热量，因此倘若供回水温度合适，此种方案的换热器KF不过大时，此种方案还是可以采用的。
3.2.3其他扩展方案
除了上述几种方案外，我们也
考虑了其他的一些方案：
因为锅炉出水90℃对于作吸收
机的热源并不是特别高，因此若利
用燃气来驱动吸收机可以获得更多
的冷量来冷却烟气，即利用烟气的冷
凝热。方案设计图如右图所示。
对吸收机的运行情况进行试算后我们认为此种方案较为适合供回水温度较高的供热系统。
除了燃气驱动外，我们也思考了烟气作为发生器热源驱动的方案，但是考虑到一方
面烟气能量有限，并且其与溶液换热较为困难，需要较大面积，因此认为此种方案也不合适。
四、比较探讨
上文对于本研究问题中给定的两种方案进行分析计算探讨，将方案一和方案二的扩展方案二做出的天然气利用效率（η）—排烟温度（t）曲线进行对比如下：从图中可以看出两种情况的曲线形状基本一致，但是扩展方案二可以使得烟气温度
降低至更低温度，因此其燃气利用效率可以达到一更高的程度。
之所以两种情况的曲线形状基本一致，是因为两种方案中参与计算的参数是采取的相同的过量空气系数，相同的天然气，相同的烟气成分，因此仅是由于排烟温度不同造成各方案占据的部分不同，形成如上图所示情况。
通过上文中的整体分析对比，可以发现对于题目给定的条件（房间供回水温度较低，为供水50℃、回水35℃，锅炉出水为95℃），采用方案一“换热器+混水”的模型较为适合，而采用方案二的“吸收机”模型不能很好的发挥吸收机利用余热将烟气冷至较低温度的能力特性，同时考虑其造价较高，因此在本条件下合适的烟气冷凝热回收方案是“换热器+混水”组合。
五、总结思考
在这个研究问题的思考探讨过程中，我和同组同学进行了很多的尝试，包括因为缺乏数据缺乏合适的计算方法而进行的不断尝试，因为起初简单利用吸收机的方案不适合而对新方案的不断探索和调整等。
在起初关于烟气潜热计算的想法上，我们试图模仿空气的焓湿图建立烟气的焓湿图，这样的话，可以在图像上方便的描绘出各个状态点的位置，计算焓差，但是由于缺乏数据的原因，我们没有探索出烟气的水蒸气饱和线。答辩过程中了解到如果认为烟气和空气组分类似，水蒸气在两种成分中能容纳的饱和度相近则可根据采用的烟气的组分情况，近似做出烟气的水蒸气饱和曲线。这样的话在整个题目关于烟气冷凝的研究中可以有一个更完整的体系。
除了这一点，在整个作业的完成中，觉得比较有收获的几点还有：
1、在进行烟气显热下的排烟温度的计算中，查阅诸多资料后综合整理计算出了一
系列诸如烟气体积成分、烟气质量成分、燃气与烟气量关系、烟气体积比热等
参数，对于分析了解烟气有了一个更具体的了解。
2、在探索烟气潜热的计算方法时，查阅诸多文献后发现并没有合适的在本模型下
计算的方案，在总结文献中的计算方法后，探索尝试采用曲线拟合的简化方法
得到冷凝率与排烟温度的关系从而计算出有潜热交换的情况下的排烟温度。
3、在吸收机方案的计算中，通过对吸收机各部分的状态计算，以及方案二的几种
扩展方案的设计，对于吸收机的工作和吸收机的计算有了更深刻的认识。
4、对于本题所描述的问题，对于不同的供回水温度应采取不同的烟气冷凝热回收
方案，如本题供回水温度较低时，采用方案一的“换热器+混水”比较好，当
供回水温度升高至一定程度时，吸收机的高投入成本可以换来将烟气冷凝至较
低温度，相比之下采用换热+混水则无法换出烟气中较多的热量，因此此时采
用吸收机应该将更具优势。由此可见实际工程中应根据具体工况的不同采用不
同的方案从而获得最大的效益。
烟气余热回收热量计算方法 一．烟气余热回收热量Q的计算 1.烟气的平均比热:Cp 烟气的入口温度T1时的比热C1 烟气的出口温度T2时的比热C2 烟气的平均比热Cp=（C1+C2）/2 2.烟气的质量流量:Vm(kg/h) 烟气入口温度T时的密度P 烟气的质量流量Vm= P*V 3.烟气换热量（显热）:Q烟气 烟气换热量Q=Cp×Vm×△T=Cp×Vm×(T1-T2) 4.水蒸汽的凝结热量（潜热）：Q凝水 天然气密度：0.642kg/m3；甲烷纯度为：90% 1kg甲烷燃烧产生2kg水蒸汽，1kg水蒸汽冷凝成水释放539kcal热量。 Q凝水=天然气量（m3/h）×0.642×90%×2×539 5. 烟气余热回收热量：Q=Q凝水+Q烟气 二．计算实例 例：某用户采用100万大卡直燃机组，额定制冷时排气温度为160℃。利用一台烟气板交对烟气余热进行回收利用将卫生热水由25℃加热至55℃，烟气通过烟气板交后排气温度降至75℃。 1.计算烟气换热量：Q烟气 烟气换热量Q烟气=Cp×Vm×△T=Cp×Vm×(T1-T2) 1万大卡燃料热值充分燃烧排气量为18m3； 100万大卡机组额定天然气用量为84.5m3/h，排气量V(m3/h)为：84.5×8600÷10000×18=1308 排气温度为160℃时，烟气质量流量Vm(kg/h): Vm=P×V=0.829×1308 =1084 烟气的平均比热Cp： 烟气入口温度为160℃时的比热C1：0.2590 烟气出口温度为75℃时的比热C2:0.2520 Cp=(C1+C2)/2=（0.2590+0.2523）/2=0.2555 烟气换热量Q烟气=Cp×Vm×△T =Cp×Vm×(T1-T2) =0.2555×1084×(160-75) =23541kcal 2. 计算水蒸汽凝水热量：Q凝水 Q凝水=84.5×0.642×90%×2×539=52632kcal 烟气余热回收热量: Q=Q烟气+Q凝水=23541+52632=76173kcal 3. 余热回收效率：76173÷（8 4.5×8600）×100%=10.4%三．烟气温度、密度、比热关系
蒸汽冷凝水回收热量计算 随着能源危机的加剧以及对环境保护的日益重视，热能的回收利用成为了一个热门话题。蒸汽冷凝水回收热量正是其中一种常见的回收利用方式。本文将从计算蒸汽冷凝水回收热量的角度出发，探讨这一技术的实际应用。 蒸汽冷凝水回收热量是指将在工业生产过程中产生的蒸汽冷凝成水，并将其中的热量回收利用的过程。通过回收利用这部分热量，不仅可以提高能源利用效率，减少能源消耗，还可以降低对环境的影响。在计算蒸汽冷凝水回收热量时，首先需要明确蒸汽的物理参数，例如蒸汽的温度、压力、流量等。这些参数可以通过现场实测或者工艺设计手册等途径获取。随后，需要计算蒸汽冷凝水的温度差和热量。 蒸汽冷凝水的温度差是指蒸汽冷凝水前后的温度差异。一般情况下，蒸汽冷凝水的温度会低于蒸汽的温度，这是因为在冷凝过程中，蒸汽释放出了热量。温度差的大小取决于蒸汽的温度和冷凝水的温度，温度差越大，回收的热量也就越多。 热量的计算可以通过以下公式进行： 热量 = 冷凝水的质量× 冷凝水的比热容× 温度差 其中，冷凝水的质量可以通过流量计等仪器进行测量，冷凝水的比
热容可以通过查阅相关物性表获得。通过将这些参数代入公式，就可以得到蒸汽冷凝水回收的热量。 除了以上的基本计算外，还有一些需要注意的细节。首先，要考虑冷凝水的物理状态，即是否为饱和水或过热水。在不同的物理状态下，冷凝水的比热容有所不同，需要根据实际情况进行选择。其次，还需要考虑冷凝水的压力，因为冷凝水的压力也会对回收的热量产生影响。最后，还需要考虑蒸汽的流量和冷凝水的流量是否匹配，以确保热量的回收利用效果。 蒸汽冷凝水回收热量计算的应用非常广泛。工业生产中常常会产生大量的蒸汽，通过回收蒸汽冷凝水的热量，可以为其他工艺提供热能，从而减少能源消耗。此外，蒸汽冷凝水回收热量还可以应用于供暖系统、暖通空调系统等领域，提高能源利用效率，减少对环境的影响。 蒸汽冷凝水回收热量的计算是一个重要的工作，它关系到能源的利用效率以及对环境的影响。通过合理计算和利用，可以实现能源的节约和减排，对于可持续发展具有重要意义。希望本文的内容能够对相关领域的从业人员和研究者有所启发，促进该技术的进一步发展与应用。
天然气锅炉烟气冷凝热回收利用技术工 程应用方案探讨 摘要：在烟气排放到大气之前，通过烟气冷凝器或换热器降低烟气温度。在 这个过程中，烟气中的水蒸气开始冷凝。冷凝器或换热器中的冷却介质（通常是 循环水或其他工质）吸收从烟气中释放出的热量，提高介质的温度。冷凝过程产 生的水蒸气在冷凝器中凝结成水，被回收和收集起来。在烟气冷凝热回收过程中，也可以对烟气进行进一步的净化处理，以达到减少污染物排放的目的。通过烟气 冷凝热回收技术，可以实现对天然气锅炉的热能捕捉和回收利用，从而提高锅炉 的热效率，降低燃料消耗和运行成本。此外，该技术还能减少烟气排放对环境的 影响，降低温室气体排放量，有利于节能减排和环保。因此，烟气冷凝热回收利 用技术在工业和民用领域中得到广泛应用。 关键词：天然气；锅炉；烟气冷凝热回收；供热系统节能 1天然气锅炉特点与热回收率的影响因素 1.1锅炉的类型 蒸汽锅炉和热水锅炉在工作原理和水流量方面存在一些差异。蒸汽锅炉中的 水在加热过程中会转变成蒸汽，并且同时进行显热交换和潜热交换。而热水锅炉 中的水只进行显热交换，没有潜热交换的过程。因此，在相同的供热量条件下， 蒸汽锅炉的水流量要比热水锅炉小得多。当烟气热回收装置用于热水锅炉和蒸汽 锅炉系统时，可选择的水流量范围会有所不同。例如对于700kW的蒸汽锅炉，补 水量约为1t/h，而对于热水锅炉，补水量可达到40t/h。这是因为蒸汽锅炉中的 水流量相对较小，而热水锅炉中的水流量较大。水流量的不同会导致热回收装置 的传热温差和水侧表面传热系数的差异。虽然水侧表面传热系数对换热器传热系 数的影响比烟气侧较小，但在如此大范围内的水流量变化中，水侧表面传热系数 的变化对换热器的影响不能忽略。当水流量较大时，水的温升较小，这有利于增
烟气冷凝热回收方案设计与计算 《燃气应用》课程2010-2011学年春季学期大作业
目录 一、研究背景 (2) 二、研究问题 (3) 三、方案设计及计算 (4) 1.方案一计算 (4) 2.方案二计算 (10) 3.1给定方案计算 (10) 3.2扩展方案设计及计算 (10) 四、比较探讨 (15) 五、总结思考 (15) 六、课程总结 ............................................................................. 错误!未定义书签。 一、研究背景
在北京，近几年出现了许多作为区域供热热源的中小型天然气锅炉，2005年北京用于采暖的天然气耗量约20亿Nm3/年，如果50%的锅炉能够回收这些天然气燃烧的烟气冷凝热，将节约天然气用量1.5亿Nm3/年。天然气价格按1.8元/Nm3计，则每年可减少燃料费用2.7亿元。可见，实现天然气烟气冷凝余热在采暖的应用，将会显示出巨大的经济效益和社会效益。 由于天然气的主要成分为甲烷，含氢量很高，因而燃烧后排出的烟气中含有大量的水蒸气（容积成分接近20%），水蒸气的汽化潜热占天然气高位发热量的比例为10%-11%，若将烟气冷凝潜热回收，可较大幅度提高天然气的利用效率，因此回收利用烟气余热是提高天然气利用效率的一种有效途径。 目前，燃气锅炉回收烟气冷凝热利用系统是按照温度低的供热回水通过设置在锅炉尾部的凝水换热器使烟气冷却，从而获取烟气的部分显热和水蒸气潜热。在空气温度低的环境中，一些冷凝锅炉还在冷凝换热器后设置空气预热器，使烟气温度进一步降低，冷凝热进一步得到利用，被加热的空气进入锅炉燃烧。 具体分析实际工程：锅炉工 作将产生较高温度的水，同时为 了避免低温水通入锅炉导致锈蚀 等一系列问题，需要对送进锅炉 的水有一定温度要求。另一方面， 房间侧采用地板采暖或者暖气片 采暖等不同形式所需要的供水温 度不一样（回水温度也相应不一 样），但都比锅炉出水温度低。 因此合理的安排利用锅炉高温出 水、房间低温回水、高温烟气等资源（如图1所示）满足各处温度需求的同时利用烟气冷凝回收热减少能耗是一个很值得研究探讨的问题。 二、研究问题 基于上述研究背景，课程设置研讨问题，分析比较采取下述两种不同的方案实现烟气冷凝热回收时的效率： 方案一： 此方案采用换热器+混水的方式， 具体图示如右图所示。 从图中可以看出此方案通过将锅 炉中排出的高温烟气与房间回水通过 换热器进行换热从而实现烟气冷凝热 回收。之后被烟气初步加热的水与锅 炉出口的高温水进行混水从而实现锅炉入口水的预热同时将锅炉出口水温降至房间供水温度要求。
蒸汽冷凝水回收热量计算 引言： 蒸汽冷凝水回收热量是一种有效利用能源的方法，通过回收蒸汽冷凝水中的热量，可以减少能源浪费，降低能源消耗，提高能源利用效率。本文将从计算蒸汽冷凝水回收热量的原理、方法和实际应用等方面进行探讨。 一、蒸汽冷凝水回收热量的原理 蒸汽冷凝水回收热量的原理是利用蒸汽在冷凝过程中释放出的热量来加热其他介质，实现能量的转移和利用。在传统的蒸汽系统中，冷凝后的水通常会被排放掉，造成能源的浪费。而通过回收冷凝水中的热量，可以将这部分能量再利用，从而提高能源的利用效率。 二、蒸汽冷凝水回收热量的计算方法 蒸汽冷凝水回收热量的计算方法主要包括蒸汽质量流量计算和冷凝水热量计算两个步骤。 1. 蒸汽质量流量计算 蒸汽质量流量的计算可以通过蒸汽流量计等仪器进行测量，也可以通过蒸汽系统的运行参数进行估算。常用的计算公式如下： 蒸汽质量流量 = 蒸汽密度× 蒸汽体积流量 其中，蒸汽密度可以通过蒸汽温度和压力等参数查表获得，蒸汽体积流量可以通过流量计测量得到。
2. 冷凝水热量计算 冷凝水热量的计算可以根据蒸汽的温度和冷凝水的温度差，以及冷凝水的质量流量进行计算。常用的计算公式如下： 冷凝水热量 = 冷凝水质量流量× 冷凝水比热容× (蒸汽温度 - 冷凝水温度) 其中，冷凝水质量流量可以通过冷凝水流量计测量得到，冷凝水比热容可以通过查表获得，蒸汽温度和冷凝水温度可以通过传感器进行实时监测。 三、蒸汽冷凝水回收热量的实际应用 蒸汽冷凝水回收热量的实际应用非常广泛，特别是在工业生产中。以下是几个常见的应用场景： 1. 锅炉烟气余热利用 在锅炉烟气排放中，通常含有大量的热能。通过在烟气管道中设置冷凝器，可以将烟气中的水蒸气冷凝成液态水，释放出的热量可以用来加热进水或其他介质。 2. 蒸汽动力发电系统 在蒸汽动力发电系统中，蒸汽在发电机组中发生膨胀，产生功率。在膨胀后，蒸汽冷凝成水被循环利用。通过回收冷凝水中的热量，可以提高发电系统的能源利用效率。 3. 工业生产过程中的热能回收
烟气余热回收利用改造项目 技术方案 ***节能科技有限公司 二O一二年
一、运行现状 锅炉房配备2.1MW锅炉2台（一用一备），供热面积5万m2；**炉配备2.1MW 锅炉2台（一用一备），供热面积4.5万m2。经监测，**锅炉房2台锅炉正常运行排烟温度在150--170℃，平均热效率在89%，**锅炉房2台锅炉正常运行排烟温度在 160-180℃，平均热效率在88%，（标准应不高于160℃）。锅炉系统运行进出水温差较小，排烟热损失较大，同时影响锅炉热效率的提高，回收利用潜力明显。 二、技术介绍 烟气冷凝回收利用技术是国家第一批特种设备节能技术推荐目录中的成熟技术。有着显著的节能效益。主要原理： 1m3天然气燃烧后会放出9450kcal的热量，其中显热为8500kcal,水蒸气含有的热量(潜热)为950kcal。对于传统燃气锅炉可利用的热能就是8500kcal的显热，供热行业中常规计算天然气热值一般以8500kcal/nm3为基础计算。这样，天然气的实际总发热量9450kcal与天然气的显热8500kcal比例关系以百分数表示就为：111%，其中显热部分占100%，潜热部分占11%，所以对于传统燃气锅炉来说还是有很多热量白白浪费掉。 普通天然气锅炉的排烟温度一般在120--250℃，这些烟气含有8%--15%的显热和11%的水蒸气潜热。加装烟气冷凝器的主要目的就是通过冷凝器把烟气中的水蒸气变成凝结水，最大限度地回收烟气中含有的潜热和显热，使回收热量后排烟温度可降至100℃左右，同时烟气冷却后产生的凝结水得到及时有效地排出（1 nm3天然气完全燃烧后，可产生1.66kg水），并且大大减少了co2、co、nox等有害物质向大气的排放，起到了明显的节能、降耗、减排及保护锅炉设备的作用。从而达到节能增效的目的。 三、改造方案 3.1、设备选型 烟气余热回收器选用瑞典爱瑞科（AIREC）板式烟气热回收器。 瑞典AIREC公司是世界上唯一一家钎焊式模块 化非对称流量板式换热器的专业生产制造商，凭借 独到的设计理念，雄厚的产品开发能力和多年行业 丰富的实践经验使AIREC成为在非对称流量换热领 域的真正领导者。 irCross21由多块板片重叠冲压在一起，在真 空和高温的环境下，板片用铜或镍焊接在一起，具 有很高的机械强度，更大的传热面积，更高的效率，
附录A烟气余热回收技术参数换算公式 A.1 烟气余热回收利用的理论计算 A.1.1 烟气显热回收量的计算 理论空气量的焓值： ℎk o=2.96143+1.27821t+1.82909×10−4t2−2.59493×10−8t3−1.13129×1012t4 (A.1) 式中： t——烟气温度（℃）。 理论烟气量的焓值： a)二氧化碳焓值 ℎCO 2=−6.53509+1.68067t+7.7798×10−4t2−2.9419×10−7t3−4.5738510−11t4 (A.2) b)氮气焓值 ℎN 2=5.37036+1.23589t+1.77044×10−4t2−2.53217×10−8t3−1.13002×10−12t4 (A.3) c)水蒸气焓值 ℎH 2O =4.75735+1.446t+2.5429×10−4t2+3.46706×10−8t3−1.66507×10−11t4 (A.4) 根据以上拟合公式，可得理论烟气焓值为： ℎy o=∑V iℎi········································· (A.5) 式中： ℎy o——标态下理论烟气焓值（KJ/m3）； V i——标态下烟气中各组分的体积（m3/m3）； h i——标态下烟气中各组分的焓值（KJ/m3）。 d)实际烟气的熔值 ℎy=ℎy o+(α−1)ℎk o··········································(A.6) 式中： h y——标态下实际烟气焓值（KJ/m3）； α——过量空气系数； ℎk o——标态下理论空气量焓值（KJ/m3）。 回收烟气显热量： Q s=ℎy1−ℎy2················································(A.7) 式中： Q s——标态下回收烟气焓值（KJ/m3）； h y1——标态下烟气进口温度焓值（KJ/m3）； h y2——标态下烟气出口温度焓值（KJ/m3）。 A.1.2 烟气潜热回收量的计算
关于烟气余热回收节能的研究与计算 烟气余热回收是一种能源节约和环境保护的方法，通过收集和利用工 业生产过程中排放的烟气中的余热，可以降低能源消耗和二氧化碳排放。 在石化、电力、钢铁等工业生产中，大量的烟气产生，并带有大量的能量，烟气余热回收可以将其中的热能转化为其他形式的有效能源，实现热能的 再利用，提高能源利用效率。 烟气余热的回收方式主要有直接回收和间接回收两种。直接回收是将 烟气中的热量直接用于供热或发电等系统，减少对其他能源的需求。间接 回收是通过烟气余热再生热交换器，将烟气中的热量转移到其他物质上， 实现对烟气中能量的回收利用。 烟气余热回收的研究主要包括烟气特性的分析和余热回收装置的研发。烟气特性的分析包括烟气的温度、压力、流量、成分等参数的测量与分析，通过对烟气的特性分析，可以确定烟气余热回收的可行性和回收效果。余 热回收装置的研发包括余热回收器的设计与优化、烟气净化系统的研究等。通过对余热回收装置的研发，可以提高余热回收的效率和可靠性。 烟气余热回收的计算主要是对余热回收装置的能量平衡和热力学分析。在能量平衡计算中，需要确定烟气进、出口温度，补充热输入和回收的热 量等参数，并根据能量平衡关系计算出余热回收的效果。在热力学分析中，需要根据烟气的物理性质和热力学参数，计算出烟气的热力学性能，包括焓、熵、焓差等。通过热力学分析，可以评估烟气中的热能含量和回收的 潜力。 烟气余热回收的计算还需要考虑到回收装置的传热特性和能量转化效率。传热特性包括烟气与回收介质之间的传热方式和传热系数等参数，通
过传热特性的计算，可以确定热量的传递方式和传热效果。能量转化效率是指回收装置将烟气中的热能转化为其他形式能量的能力，包括供热效率和发电效率等。计算能量转化效率需要考虑到回收装置的能量损失和能量转化过程中的损耗等因素。 总之，烟气余热回收是一种重要的能源节约技术，通过研究和计算余热回收装置的烟气特性、能量平衡、热力学和传热特性等参数，可以评估烟气中的能量回收潜力和回收效果，为余热回收的工程设计和应用提供理论和实践依据。
燃气装置烟气余热回收分析与设计 随着全球节能减排意识的不断提高，燃气装置烟气余热回收技术备受重视。在各种工业、能源等领域，大量的能源被消耗掉，并导致了大量的烟气排放。如果能有效回收这些烟气所包含的余热，不仅可以降低能源消耗、减少烟气排放，同时也可以提高生产效率，从而实现经济效益和环境效益的双赢。因此，燃气装置烟气余热回收已经成为一个热门领域，并且有很大的研究和应用价值。 一、燃气装置烟气余热回收的原理 燃气装置烟气余热回收的原理是通过利用烟气中所包含的高温热能，实现热能的回收和再利用。通常情况下，燃气装置中的烟气温度通常在300℃以上，局部甚至可以达到1000℃以上。这就意味着，烟气中所含有的热能极为巨大，但如果不加以利用，这些热能就会直接排放到大气中，成为一种能源浪费，同时也会污染环境。因此，有效地回收烟气中的余热就显得尤为重要。燃气装置烟气余热回收的流程通常包括三个部分：烟气预处理、余热回收设备和余热回收利用。 二、烟气预处理 烟气预处理的主要目的是减少烟气中的灰尘和硫酸盐等有害物质，从而保证余热回收设备的正常运行。预处理的方法通常采用灰尘捕捉器和脱硫设备，灰尘捕捉器通常采用电除尘器、
旋风分离器、过滤器等，脱硫设备采用湿法和干法两种方法，其中湿法更为常见。 三、余热回收设备 余热回收设备的主要目的是将烟气中所含有的热能转化为热水或蒸汽等形式被再次利用。目前，常见的余热回收设备包括换热器、蒸汽发生器和热能储存器等。 换热器是烟气温度下降的一个重要设备，其原理是利用烟气中的热能与其他工艺流体进行热交换，从而将烟气温度降至更低的温度。根据换热方式的不同，换热器可以分为管壳式、板式、螺旋式、翅片式等多种类型。 蒸汽发生器可以将烟气中的蒸汽转化为热水或其他形式，从而做到更好的热能回收，减少烟气的排放。一般情况下，蒸汽发生器的回收效率非常高，同时对于比较干净的烟气也有很好的利用效果。 热能储存器则是对大量的热能在存储和再利用方面的设计。热能储存器常常采用了优秀的保温材料，使其具有一定的热损失，从而在需要的时候能够快速的提供热能，从而起到了优化热能利用的重要作用。 四、余热回收利用 余热回收利用的方式主要有两种，一种是将余热直接用于加热和干燥等工艺过程，另一种则是将余热转化为电能。将余热直接利用于加热、干燥等过程，可以大幅度降低耗煤量、节约能源消耗、提高生产效率。而将余热转化为电能，则可以为企业提供更为稳定的产值和收益。
燃气装置烟气余热回收分析与设计 一、引言 随着环保意识的不断提高，对于传统燃气装置烟气中的废气进行回收利用逐渐成为一种趋势。在燃气装置中，除了能够利用的热量外，还存在着大量烟气余热，将这些烟气余热回收利用不仅可以提高设备能源利用效率，同时也可以减少环境污染，是一种非常有意义的工程设计。 二、烟气余热回收技术分析 1、余热回收原理 烟气中的废热主要来自于燃烧所产生的高温燃烧气体，这些气体在燃烧室中获得能量释放后，进入烟道，燃烧产生的高温烟气带走大量的热能。在这个过程中，利用余热回收技术可以将这些废热的热能转化为可用的能源。 2、制冷式余热回收技术 制冷式余热回收技术主要是通过在烟气中引入冷却介质，将高温烟气冷却降温，从而使烟气中的废热被吸收，并将其转化为制冷能量。这种技术的优点在于其操作简单，对于需要利用余热进行制冷的场合具有较好应用前景。 3、烟囱式余热回收技术 烟囱式余热回收技术主要是在烟囱中设置余热回收器，将烟气中的余热利用回收。这种技术的优点在于可以节约能源，
在保证燃气装置热量需求的前提下，对环境污染的控制也有显著的作用。 4、烟气预热回收技术 烟气预热回收技术主要是将烟气中的余热通过烟气预热器对进入燃烧室前进入空气进行加热，这种技术可以增加燃气装置的燃烧效率，提高设备的性能指标。 三、燃气装置烟气余热回收设计 在进行燃气装置烟气余热回收设计时，需要考虑以下几个方面： 1、余热回收器尺寸的选择 在余热回收器的选择方面，需要根据具体的燃气装置情况进行综合分析，对于不同尺寸的余热回收器进行选择，以确保其正常使用。 2、制冷介质的选择 在制冷式余热回收技术中，需要选择合适的制冷介质，以确保烟气中的高温能够被吸收，并转化成制冷能量。 3、水管道接口的设计 在进行余热回收器的设计时，需要考虑到不同的水管道连接方式，确保管道的连接方式牢固，不会出现漏水等现象。 4、烟囱设计
浅谈烟气净化技术及设备 烟气除尘设备可以把烟气中的有害物质去除，达到环保法规定的浓度范围以下。一般除尘设备分为颗粒状污染物除尘设备和酸性气体除尘设备，颗粒状污染物除尘设备主要有静电除尘器和袋式除尘器等；酸性气体除尘器一般采用洗涤塔去除HCl和SO,等气体，而NO,在烟气中的含量不高，直接排放到大气中也不会超过环保标准的规定，但随着人们对环境质量要求的日益提高，一些焚烧厂也对NO,采取了抑制措施。 1.除尘器 现在焚烧厂处理烟尘设施一般采用三种除尘器：静电除尘器、旋风除尘器和袋式除尘器。 ①静电除尘器 静电除尘器是利用静电力去除废气中颗粒污染物。主要是由放电电极和收集电板(管)构成,在两者之间通上高压电场，提供一电晕电流，使通过电场的烟尘烟气电离化。靠近放电电极，电晕形成且使气体离子化，然后离子向收集电极移动粒状物开始可能带正电、负电或中性，最后因离子冲击及离子扩散而带负电，带负电的粒子在电场中受到静电力的吸引，使粒子聚集在收集电板上。当粒子达到收集板时，电性被中和。经过适当的时间后，敲击或振荡极板，附着在极板上的粒子便掉落在收集尘斗内。静电除尘器收集率可到达95%以上。 ②旋风除尘器 旋风除尘器是利用强制涡流所产生的离心力及重力沉降作用，而将废气中的颗粒状污染物除去。旋风除尘器的除尘效率约为65%～80%,对于10μm以上的粒状污染物有效，10μm以下的则效果很差。旋风除尘器因烟气高速流动，能量损失较大，而且容易产生腐蚀现象
③袋式除尘器 袋式除尘器是工业上应用最为普遍的集尘设备，其内设有滤袋，颗粒状污染物通过滤袋时，颗粒物即被截留收集，滤袋的过滤方式可由滤袋外向滤袋内过滤也可以从滤袋内向滤袋外过虑，粒子在滤袋表面形成有孔隙的滤饼，此滤饼慢慢增加厚度，经一段时间后，以振动、气流冲击或脉冲式的冲击方式清除滤饼，以保持气体通过滤袋及滤饼的压损在滤袋可容忍的范围内。袋式除尘的效果与烟气的流量、温度、含水量、含尘量及滤材有关，其效率一般可达到99%以上。袋式除尘器的优点为：净化效率高，受进气条件的变化影响不大；不受含尘气体的电阻系数的变化的影响；对1μm以下的细小尘粒去除效果佳，可降低处理后烟气的不透光率；对细微颗粒状的重金属及二噁英；去除效果较好。缺点是：耐酸碱性差；耐热性差；耐湿性差；设备压力损失大；滤袋的使用寿命有限，要定期更换滤袋；滤袋如有破损后，很难找出破损处。 袋式除尘器形式多样，主要有以下几种：机械振动清灰袋式除尘器、脉冲喷吹袋式除尘器、回转反吹扁带除尘器、超声波清灰等。下面仅以机械振动清灰袋式除尘器和脉冲喷吹袋式除尘器作简介。 a)机械振动清灰袋式除尘器 机械振动清灰袋式除尘器如图5-3-14所示，是利用机械装置造成周期性的振动，使积附在滤袋上的粉尘落入灰斗中。机械振动清灰袋式除尘器，能及时清除滤袋上的积灰，工作性能稳定，清灰效果较好，但是，滤袋的检修与更换工作量大因而近年来使用较少。 b)脉冲喷吹袋式除尘器 脉冲喷吹袋式除尘器的构造原理，含尘气体从下部进气口进入后，分散于除尘箱中，当含尘气体通过滤袋时留于滤袋外表面上，净
烟气余热回收技术方案 一、引言 工业生产过程中产生的烟气中含有大量的余热能量，如果能够将这部 分余热回收并有效利用，不仅可以提高能源利用率，减少能源消耗，还可 以减少对环境的污染。因此，烟气余热回收技术的开发和应用对于企业的 可持续发展具有重要意义。 二、烟气余热回收技术的原理 烟气余热回收技术主要包括两个方面的内容：烟气的热量回收和余热 的利用。烟气的热量回收主要是通过烟气净化设备对烟气中的热量进行回收，常见的技术有烟气换热器、烟气脱硫设备等。余热的利用则需要通过 适当的设备将余热转化为可用能源，常见的方式有蒸汽循环、制冷循环等。 三、烟气换热器的设计和应用 烟气换热器是烟气余热回收的核心设备，其主要功能是通过换热器将 烟气中的热量传递给工艺流体，从而实现能量的转化。烟气换热器的设计 应考虑以下几个因素： 1.换热器的材料选择：应根据烟气中存在的腐蚀物质和工艺流体的特 性选择合适的材料，常见的材料有不锈钢、碳钢等。 2.换热器的热交换效率：应通过优化换热器的结构和流体的流动方式，提高热交换效率。可以采用流体的迂回流动、增加流体的速度等方式提高 换热效率。
3.换热器的清洁方式：由于烟气中含有灰尘和颗粒物等杂质，容易在 换热器的表面形成污垢，影响换热效果。因此，应考虑对换热器进行清洗 和维护。 四、余热利用技术方案 1.蒸汽循环技术：将回收的余热用于蒸汽发生器中，产生蒸汽用于工 艺或供暖等用途。蒸汽循环技术的优点是热效率高，适用于大量余热的回 收利用。 2.制冷循环技术：将回收的余热用于制冷设备中，通过制冷设备产生 低温热能，可用于制冷或其他低温工艺需求。制冷循环技术的优点是适用 于低温余热的回收利用。 3.热泵技术：热泵是一种将低温热能转化为高温热能的装置，通过热 泵技术可以将回收的低温余热升温并利用于工艺流程。热泵技术的优点是 能够实现高效率的能量转化，适用于低温余热的回收利用。 五、烟气余热回收技术应用案例 1.钢铁行业：钢铁生产中烟气中含有大量高温余热，可以通过烟气换 热器将余热回收并用于烧结热风炉、蒸汽发生器等设备，提高能源利用率。 2.化工行业：化工生产中烟气中含有大量的余热，可以通过烟气换热 器将余热回收并用于蒸馏塔、加热炉等设备，降低能源消耗。 3.发电行业：发电厂中烟气中含有大量的余热，可以通过烟气换热器 将余热回收并用于锅炉预热、脱硫设备等，减少煤炭消耗和二氧化碳排放。 六、总结
烟冷凝方案 1. 引言 烟冷凝是一种常用的烟气处理技术，用于减少工业生产中产生的废气中的有害 物质排放。烟冷凝方案是设计和实施烟冷凝系统的全面计划，包括烟冷凝设备的选择、工艺参数的优化以及系统的运行管理。本文将介绍一个典型的烟冷凝方案，旨在降低废气排放，保护环境。 2. 方案概述 本方案是针对某工业生产过程中产生的烟气进行处理的烟冷凝方案。方案的目 标是将烟气中的有害物质凝结并收集，同时回收能量。方案主要包括以下几个方面：•烟冷凝设备的选择：根据烟气特性和处理要求，选择适合的烟冷凝设备。 •工艺参数的优化：通过对温度、压力等参数的控制和调整，优化烟冷凝过程，提高凝结效率。 •收集和处理凝结物：将凝结后的物质进行收集和处理，以减少对环境的影响。 •能量回收利用：利用烟气中携带的热能，实现能量的回收和利用，提高能源利用效率。 •运行管理和维护：建立完善的运行管理和维护体系，确保烟冷凝系统的正常运行和长期稳定。 3. 方案实施步骤 3.1 烟冷凝设备选择 根据烟气的成分和温度等特性，选择合适的烟冷凝设备。常见的烟冷凝设备包 括冷凝器、冷凝塔和热交换器等。根据实际情况，可以选择单一设备或多种设备的组合。 3.2 工艺参数优化 通过对烟冷凝过程中的温度、压力等参数进行实时调整和控制，提高凝结物的 收集效率。同时，根据烟气的特性和处理要求，合理设置冷却介质的流量和温度，以保证冷凝效果的最佳化。
3.3 凝结物的收集与处理 将凝结后的物质进行收集和处理，以减少对环境的影响。可以采用物理方法（如过滤、沉淀等）或化学方法（如中和、稳定化等），将凝结物处理成无害或低毒的物质，再进行安全处置。 3.4 能量回收利用 利用烟气中携带的热能，实现能量的回收和利用。常见的方式包括余热回收、蒸汽或热水的产生等。通过合理设计回收系统，可降低能源消耗，提高能源利用效率。 3.5 运行管理与维护 建立完善的运行管理和维护体系，确保烟冷凝系统的正常运行和长期稳定。包括定期检查设备性能、清洗机械粘附物、更换损坏部件等，以保证系统的高效运行和延长设备寿命。 4. 方案效果评估 经过实施烟冷凝方案后，将进行效果评估，主要包括以下几个方面：•废气治理效率：对废气中有害物质的减排率进行评估，评估烟冷凝系统的治理效果。 •能源利用效率：通过对能量回收和利用效率的评估，评估烟冷凝系统对能源的利用效果。 •环境影响评估：评估烟冷凝系统对周围环境的影响情况，包括噪音、挥发性有机物等。 •经济效益评估：评估烟冷凝方案的经济效益，包括投资回收期、成本节约等。 5. 结论 本文介绍了一个典型的烟冷凝方案，通过选择适合的烟冷凝设备、优化工艺参数、收集和处理凝结物、回收能量以及建立运行管理和维护体系，实现了废气的净化和能源的回收利用。方案的实施可有效降低废气排放，保护环境，同时减少能源消耗，提高能源利用效率。在实施方案后，还需要进行效果评估，以进一步优化和改进烟冷凝系统的设计与运行。
冷凝回收法的计算方法 冷凝回收法是一种常用的工业废气处理技术，通过冷却和凝结废气中的污染物，使其转化为液体或固体形式，从而达到净化空气的目的。在实际应用中，我们需要对冷凝回收法的效果进行评估和计算，以确保其处理效率和经济性。本文将介绍冷凝回收法的计算方法，并阐述其应用过程中的注意事项。 冷凝回收法的效率可以通过废气中污染物的去除率来评估。去除率可以用以下公式来表示： 去除率(%) = (Cin - Cout) / Cin × 100 其中，Cin表示废气中污染物的浓度，Cout表示经过冷凝回收后废气中污染物的浓度。通过测量废气进入和离开冷凝器的污染物浓度，我们可以计算出冷凝回收法的去除率。需要注意的是，测量应该在稳定运行的条件下进行，并且要保证样品的代表性。 冷凝回收法的处理效果可以通过回收物的质量或体积来评估。回收物的质量或体积可以通过以下公式计算： 回收物质量或体积= Q × C 其中，Q表示废气流量，C表示废气中污染物的浓度。通过测量废气流量和污染物浓度，我们可以计算出冷凝回收法的回收物质量或体积。需要注意的是，废气流量的测量应准确可靠，而污染物浓度的
测量需要进行采样和分析，确保数据的准确性。 在冷凝回收法的设计和应用过程中，还需要考虑一些其他因素。首先是冷凝器的选择和设计。不同的污染物有不同的凝结温度，因此需要选择适合的冷凝器，以确保废气中的污染物能够充分冷凝和回收。其次是冷却介质的选择和控制。冷却介质的选择应考虑其热传导性能、成本和环境影响等因素，同时需要控制冷却介质的温度和流量，以确保冷凝回收过程的稳定性和效率。最后是回收物的处理和处置。回收物可能含有有害物质或有用资源，需要进行安全处理或合理利用，以减少对环境的影响，并获得经济效益。 冷凝回收法的计算方法包括去除率和回收物质量或体积的计算。在计算过程中，需要准确测量废气中污染物的浓度和废气流量，并考虑冷凝器的选择和设计、冷却介质的控制以及回收物的处理和处置等因素。通过科学合理地计算和评估，可以确保冷凝回收法在工业废气处理中的有效应用，达到环保和经济双重效益的目标。
4吨蒸汽沸腾锅炉 烟气余热回收利用项目说明书
摘要 本文详尽介绍贵企业 1 台 4 吨蒸汽锅炉供热系统余热回竣工程方案，剖析贵企业供热系统并对余热回收技术做了系统的描绘，依据工作需求及工作背景做出技术解决方案、施工方案、节能剖析、售后服务，对超导热管技 术做了较为详细的描绘。本文还对国内各样常用余热回收方式做了系统比 较。
热管技术介绍 1.工作原理 热管是制造换热器的核心技术。 热管是由钢、铜、铝管抽成必定的真空后，灌充“导热介质” 密封而成，管内的“导热介质” 由多种无机活性金属及其化合物混淆而成，无毒、无味、无腐化。 2.传热形式 拥有超凡的热活性和热敏感性，遇热而吸，遇冷而放。这类“导热介质” 在常温下呈液态，热管一端受热后，导热介质被激活并极速汽化，由液态变 为汽态，并以分子震荡相变形式、亚音速传达热量，到热管的另一端遇冷放 热，“导热介质”放热后冷凝，由汽态变成液态，在无任何外加动力的作用 下，冷凝液体借助管内的毛细吸液芯所产生的毛细力，回到原端持续吸热、蒸发；传达、放热；冷凝、回流，这样来去、高速循环。使用本企业生产的超导 热管余热回收器，利用真空超导热管瞬时导热和两等温度的特征，将烟 道的余热经超导资料加温裂变，瞬时汲取并极速传导烟气热量，使设备的给 水快速升温，达到设计的温度。
热管工作原理以下： 3.主要特征 3.1超强的导热性：可在温度-30 ℃一 1000℃范围内传导热量，单根热管导 热效率 95％。 3.2优秀的等温性：热管外管输入100℃，内管可导出 100℃。优秀的等温 性使热管在很小的温差下，传达很大的热通量，传热阻力小。 3.3热流密度可变性：在管径必定的状况下，供热量可依据需要不停变化。3.4热流方向可逆性：热管内外均可吸热、放热。 3.5使用安全性：管内压力低于外界大气压，热管不会发生爆炸。 3.6应用宽泛性：热管应用宽泛、灵巧能适应各样恶劣的工作环境。 4、产品设计规范 4.1 换热器设计规范【 SH-T3119-2000】 4.2 机械设备安装工程施工及查收通用规范【GB50252-94】