锅炉烟气余热回收方案

锅炉烟气余热回收工程方案书长沙聚华热能科技有限公司2014年5月长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保II目录1、工程概况...................................................32、设计依据...................................................33、设计思想及原则.............................................34、设计范围...................................................45、锅炉运行及其排放烟气的相关参数.............................46、设计目标...................................................47、工艺设计及说明.............................................57.1节能工艺的选定：..................................................57.2工艺说明：........................................................58、自动控制说明：.............................................68.1、输入显示：.......................................................68.2．输出控制。.......................................................68.3．保护及报警功能：.................................................79、节能经济效益分析...........................................79.1基本参数及计算.....................................................79.2热量平衡计算：.....................................................810、经济效益分析............................................911、工程投资概算...........................................1012、工期安排及售后服务.....................................1012.1、工期安排.......................................................1012.2、售前、售后等技术服务承诺.......................................1113、公司简介：.............................................12长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保3锅炉烟气节能工程设计方案1、工程概况（单位名称）位于湖南省岳阳市，现有1台10吨/时蒸汽锅炉和1台6吨/时蒸汽锅炉用于供暖、卫生热水和中央空调，使用燃料为天然气。锅炉作业时产生210℃高温烟气直接排放，浪费大量的能源,因此为锅炉配建节能装置,减少燃料的消耗是减少环境污染和实现可持续发展战略的重要举措之一。（单位名称）以保护环境、造福人类为宗旨，决定将锅炉烟气余热进行回收，特委托我公司为其编制锅炉烟气节能治理初步设计方案。供有关部门评审.2、设计依据(1)有关法规与技术标准《实用节能手册》《高温烟气余回收节能系统技术条件》《重力热管技术条件》《供配电系统设计规范》（GB50052-95）《低压配电系统设计规范》（GB50054-95）其他相关的建设标准、规范文件(2)甲方单位提供的有关资料3、设计思想及原则(1)本方案遵循投资省、维护管理方便、工艺成熟可靠，设计合理，方便生产的原则；(2)不影响锅炉的安全、正常运行；(3)余热回收系统的运行成本低，自动化程度高,并实现整个系统运行的自动控制，以减少人员编制、减小工人工作强度。(4)采用目前国内成熟先进的技术和设备，尽量降低工程投资和费用。长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保44、设计范围4.1设计范围锅炉烟气余热回收工程系统设计.4.2设计内容A.烟气节能工艺选择及设计B.配套设施、电气及控制设计。5、锅炉运行及其排放烟气的相关参数锅炉运行情况：冬季：运行5个月1台6吨/小时蒸汽锅炉每天24小时运行；1台10吨/小时蒸汽锅炉每天运行5～6小时；夏季：运行3个月1台6吨/小时蒸汽锅炉每天运行10小时；运行4个月1台10吨/小时蒸汽锅炉每天运行8小时；全年锅炉总耗气量约：282.31万Nm3/年烟气温度：210℃（锅炉出口处）目前锅炉补水温度：5-30℃6、设计目标(1)节能率达到8%以上，锅炉补水温度可升温40-50℃以上，年节约天然气28.86万Nm3，年节能综合经济效益为86.58万元；(2)采用运行成本最低的技术措施，将原锅炉排烟温度从210℃降低到70℃左右排放；(3)抗腐蚀，节能装置的寿命10年以上；长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保5(4)工程投资在六个月内收回.7、工艺设计及说明7.1节能工艺的选定：锅炉是蒸汽锅炉，锅炉仅有少量蒸汽冷凝回水，进锅炉水温在30-40℃左右,所以考虑加热锅炉补水来达到节能目的。⑴节能工艺流程框图：烟气70℃以下排放烟囱210℃左右烟气流程软水流程7.2工艺说明：每台锅炉烟温还有210℃，含有大量的热量，为了充分将这部分热量吸收，在锅炉烟管上安装一台钢铝复合换热器。将烟气温度降到70℃左右，利用高温烟气余热来加热锅炉补水。软水的流程：软水箱软水进入换热器加热，再流入高温水箱，高温水箱液位到达高液位后，高温水箱内水打入换热器循环加热，锅炉补水从高温水箱内补充.高温软水箱余热回收装置锅炉用用语用户锅炉烟气原软水箱长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保68、自动控制说明（湖南万英自控）：PLC控制，触摸屏人机界面本节能系统自动控制以满足锅炉运行为主，锅炉不能缺水，保温软水箱要有三路液位控制。8.1、输入显示：屏上有5路温度显示：进烟温度T1、T2：两台换热器烟箱进口温度，温度范围（0-300℃）（不锈钢温度传感器）排烟温度T3、T4：两台换热器烟气出口温度，温度范围0-200℃；（不锈钢温度传感器）保温软水箱温度T5：温度范围0-200℃（不锈钢温度传感器）显示屏上显示保温水箱实时水位。高水位H1，中水位H2，低水位H3。运行状态显示：屏上还能显示各水泵、电磁阀运行状态。8.2．输出控制。循环泵给水泵各一台，2个电磁阀F1、F2。电磁阀F1（常闭）由进烟温度T1控制，高于某个设定温度时开起，低于某温度时关，该温度可在屏上任意调节；电磁阀F2（常闭）由进烟温度T2控制，高于某个设定温度时开起，低于某温度时关，该温度可在屏上任意调节；给水泵的起停由保温水箱的液位来控制,保温水箱液位低于中液位时，给水泵起动，液位到达高液位时水泵停。循环水泵的起停由换热器进烟温度及软水箱液位来控制，液位到达高水位时循环泵起动，到达中水位时循环泵停，但二台换热器进口温度都没达到设定值时循环泵不起动（锅炉都处于停炉状态），只要有一台锅炉运行（通过换热器进烟温度检测）且液位到达液位循环泵都会自动运行。长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保7系统中水泵的起停与电磁阀的开闭都能手动与自动。8.3．保护及报警功能：报警页面可显示水泵故障、温度传感器故障，软水箱低液位提示报警后，可通过解除报警停止声光报警，但触摸屏会显示报警信息，需排除故障，按下报警复位后恢复报警。9、节能经济效益分析9.1基本参数及计算本项目热力计算的基本参数于下表所示：指标符号单位数量1Nm3气燃烧产生的烟气量VyNm311.6标态下烟气密度ρykg/Nm31.232标态下烟气的比热容λyKJ/Kg.℃1.17天燃气低位发热值qKcal/Kg8000.00天燃气价格Ρ元/Nm33天燃气锅炉的效率η%0.90热量单位换算BKJ/Kcal4.18原排烟温度W1℃210.00换热后烟温W2℃70.00具体计算过程如下：（1）烟气量计算由于1m3天然气燃烧产生的理论湿烟气量：10.64Nm3，燃油燃气锅炉过量空气系数为1.05-1.20（取1.1），则1Nm3天然气燃烧产生的实际湿烟气量为：Vy=10.64Nm3×1.1=11.604Nm3长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保8（2）烟气密度计算烟气中二氧化碳含量为8.5%，氮气含量为71.5%，烟气中水蒸汽含量为18%，烟气中氧气含量为2%。0OC烟气密度：ρ=（44×8.5%+28×71.5%+18×18%+32×2%）÷29×1.293=27.64÷29×1.293=1.232kg/Nm3。（3）烟气中水蒸汽含量及潜热回收效率计算天然气组成（体积百分比）为：甲烷占97%，乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷等碳氢化合物约占2%，其余气体（CO2、N2、H2O、H2S等）约占1%（《天然气置换手册》中国建筑工业出版社2006）。甲烷(CH4)的密度为0.717Kg/m3，乙烷(C2H6)的密度为1.356Kg/m3。为简化计算，我们将甲烷以外的碳氢化合物均视同乙烷，并忽略其余气体的化学反应，则每立方米天然气燃烧后烟气中产生水蒸汽的质量为：CH4+2O2=CO2+2H2O162*180.717*97%=0.695X1=1.5652C2H6+7O2=4CO2+6H2O2*306*181.356*2%=0.027X2=0.049ω=X1+X1=1.614（Kg/m3）我们通常按1Nm3天然气燃烧后产生水蒸汽1.6kg计算潜热。在烟气温度降至700C时，烟气中约有30-35%的水蒸汽的被冷凝析出,我们按ε60℃=30%保守估算。9.2热量平衡计算：长沙聚华热能科技有限公司锅炉烟气节能项目Email:[e-mail]锅炉销售/EMC投资/节能改造/锅炉维保9烟气中所含的热量：显热和潜热两种.显热是烟气温度降低,烟气中的成分不发生相变而放出的热量.潜热：烟气中的成分如水蒸汽发生相变而放出的热量,每标方天然气燃烧可产生1.6公斤的水蒸汽。在高温烟气中是以气态形式存在,在烟气温度降低到700C以下时,约有30%的水蒸汽冷凝下来,放出汽化潜热(参见《冷凝式锅炉》),回收的热量为1.6×539×30%=258.72kcal从上可以看出：1Nm3天然气燃烧后产生的烟气量从2100C降低到700C，回收的总热量：Q总=1×11.6×1.232×1.168×(210-70)÷4.18+258.72=817.78kcal两台锅炉的运行工况基本相似，下面以平均负荷10吨/h锅炉运行时作节能分析，以满负荷的烟气中热量来计算节能率及加热的软水温升：10吨/时锅炉冷凝换热器将2100C烟温降低到700C回收的总热量为(显热加潜热):Q总=10×88×817.78