燃氣熱鍍鋅爐煙氣余熱回收
介紹
一、客戶工況:
燃氣熱鍍鋅爐一台,按用戶提供,小時平均用氣200方,煙溫400度。要求在尾部煙道加裝余熱回收裝置,回收熱量加熱助燃風、助劑槽。
二、熱工計算:
- 煙氣量確認
燃料為天然氣,根據反應方程式
CH4+2O2=CO2+2H2O
完全燃燒1molCH4
需2mol O2
O2在空氣中占1/5則完全燃燒1molCH4需要10mol空氣
取實際燃燒空氣過量係數1.1
1molCH4
11mol空氣
反應后煙氣成分分別為:
1mol CO2 8.3%
2mol H2O 17%
0.2mol O2 1.7%
8.8mol N2 73%
據此:1mol CH4燃燒產物12mol煙氣,小時燃燒200方天然氣,每小時產生煙氣量為200*12=2400NM3
CO2 、H2O 、O2 、 N2分子量分別為44、18、32、28
設以上氣體為理想氣體,則該氣體標註狀態下密度為
ρ=
- 煙氣溫度確認
進煙溫度400℃,取用戶地區四季平均溫度20℃,天然氣煙氣露點溫度70℃,則煙氣回收極限溫度90℃。助燃風進風溫度為取平均溫度25℃。
3、熱量需求計算
煙側傳熱量計算 |
|
|
排煙溫度 |
T1 |
℃ |
已知 |
400 |
熱管換熱器出口煙溫 |
T2 |
℃ |
設定 |
100 |
標況下鍋爐煙氣量 |
Vy |
m3/h |
|
2400 |
標況下煙氣密度 |
ρy |
kg/m3 |
查煙氣特性表 |
1.238 |
煙氣質量 |
My |
kg/h |
Vy*ρy |
2971.2 |
平均煙溫 |
Tpj |
℃ |
(T1+T2)/2 |
245 |
煙氣定壓比熱容 |
C |
kJ/(kg.℃) |
按平均煙溫查煙氣特性表 |
1.15 |
煙氣放出熱量 |
Qy |
KJ/h |
My*c*(t1-t2) |
1059233 |
|
|
Kcal/h |
|
252993 |
|
|
kw |
|
294.2 |
煙氣側熱損失 |
qy |
% |
|
4 |
熱管傳熱量 |
Qc |
KJ/h |
Qy*(1-qy/100) |
1016863 |
|
|
Kcal/h |
|
242874 |
|
|
kw |
|
282 |
根據計算,每小時可回收熱量為282KW,合24萬大卡。
根據客戶提供,需要加熱的90噸水池1只,按冬季最不利工況,加熱自5℃到65℃
,共需要熱量540萬大卡。
工件攜帶熱量,按用戶提供,取每小時10噸。10噸鋼鐵自5℃升高到65℃
,需要熱量為10000*(65-5)*460焦/(千克*攝氏度)=76.67千瓦=6.61萬大卡。保守計算,取8萬大卡。
水池散熱,環境按冬季最不利工況5℃計算,表面散熱約4萬大卡,週邊散熱約3萬大卡,合計7萬大卡。
根據計算,工件清洗池冷水首次加熱到65度需要熱量540萬大卡,正常運行時每小時需熱量約15萬大卡。
窯爐助燃風量2200 NM3/H,保証水池加熱,設定助燃風取用熱量10萬大卡,可使風溫升高到140℃
。
二、設計依據
1、 采暖通風與空氣調節設計規範【GB50019-2003】
2 、供熱通風設計手冊【M】
3 、換熱器設計規範【SH-T3119-2000】
4、 機械設備安裝工程施工及驗收通用規範【GB50252-94】
三、設計要求
1、在窯爐尾部加裝余熱回收器,最大限度將熱量回收。
2、利用回收的熱量加熱窯爐助燃風。
3、利用回收熱量加熱助劑槽。
四、熱鍍鋅爐余熱回收解決方案
1、余熱蒸汽鍋爐合併余熱熱風爐
窯爐排煙經過余熱蒸汽鍋爐產生約140℃左右蒸汽,蒸汽通過氟材料換熱器加熱助劑槽,余熱熱風爐加熱助燃空氣,提高鼓風溫度,達到節約燃料目的。