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《鍋爐余熱利用換熱器設計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1.余熱鍋爐概述根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,余熱鍋爐可分為管殼式和煙道式余熱鍋爐。管殼式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)與管殼式換熱器無差別,并同樣有固定管板式、浮頭式及U型管式。煙道式余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)域普通鍋爐的相似,有耐火磚砌成爐膛,爐膛內(nèi)裝設管束,高溫氣體通過爐膛,將管內(nèi)流動的水加熱汽化。換熱器的設計即是通過傳熱過程計算確定經(jīng)濟合理的傳熱面積以及換熱器的結(jié)構(gòu)尺寸,以完成生產(chǎn)工藝中所要求的傳熱任務。換熱器的選用也是根據(jù)生產(chǎn)任務,計算所需的傳熱面積,選擇合適的換熱器。由于參與換熱流體特性的不同,換熱設備結(jié)構(gòu)特點的差異,因此為了適應生產(chǎn)工藝的實際需要,設計或選用換熱器時需要考慮多方面的因素,
2、進行一系列的選擇,并通過比較才能設計或選用出經(jīng)濟上合理和技術(shù)上可行的換熱器。2?設計參數(shù)給定量:?(1)?額定飽和蒸汽量???????0.5t/h(2)?額定飽和蒸汽壓力?????0.5Mpa(3)?給水溫度?????????????20℃?(4)?排污率???????????????2%?(5)?煙氣的體積流量???????11500m3/h?(6)?排煙溫度?????????????180℃(7)?煙氣溫度?????????????500℃(8)??管長????????????????4.9m采用陽泉無煙煤W??????Mar=5.0%?????Aar=
3、19.0%?????Car=68.9%Har=2.9%????????Oar=2.4%??????Nar=1.0%???????????Sar=0.8%發(fā)熱量Qar.net.p=26400kJ/kg?????????????????空干水分Mad=1.0%干燥無灰基揮發(fā)物Vdaf=9.0%???????????????灰熔點=1400℃3?設計方案?3.1?平均溫差(溫壓)的計算??T=(?tmax-?tmin)/ln(?tmax/?tmin)?????????K??????????????(3.1)逆流最大溫差:?tmax=t1'-?t2''???????
4、???????K??????????????(3.2)逆流最小溫差:?tmin=t1''-t2'????????????????K??????????????(3.3以上式中:t1':?煙氣溫度,?℃;t1'':?排煙溫度,?℃;t2':?水的進口溫度,℃;t2'':出口溫度,由p=0.6MPa查參考文獻[1]附錄9,℃?3.2?換熱量的計算?熱測煙氣換熱量?:?Q1=C1·?t1·M1????????KJ/s????????????????(3.4)?冷測水換熱量:?Q2=1000D[(Ish.s-If.w)+Pb.w(Is.w-If.w)]/3600?K
5、J/s?(3.5)換熱器換熱量?:?Q=(Q1+Q2)/2???????????????KJ/s????????????????(3.6)煙氣質(zhì)量流量:???M1=(V1·ρ1)/3600??????KJ/s?????????????????(3.7)換熱效率:η=(Q2/Q1)*100%?????????????????????????????????????(3.8)以上式中:C1:熱測煙氣比熱容,按熱側(cè)平均溫度(t1'+t1'')/2查參考文獻【1】附錄6,KJ/(kg.K);C2:?冷側(cè)水比熱容,?按冷側(cè)平均溫度(t2'+t2'')/2查參考文獻【1
6、】附錄9,?KJ/(kg.K);ρ1:煙氣密度,按熱側(cè)平均溫度查參考文獻【1】附錄6,kg/m3;V1:煙氣體積流量,m3/h;Ish.s:飽和蒸汽焓,由Tsh.s=159℃,p=0.6MPa查參考文獻【2】附表2,kJ/kg;Is.w:飽和水焓,按p=0.6MPa查參考文獻【2】附表2,kJ/kg;If.w:給水焓,按給水溫度tf.w=20℃查參考文獻【2】附表1,kJ/kg;D:?蒸發(fā)量,?t/h;Pb.w:排污率,%;3.3??流通截面積計算煙道流通截面積:A1=V1/3600/u??????????㎡????????????????????(3.9)
7、管子流通截面積:A2=M2/W/ρ2?????????????㎡?????????????????????(3.10)?換熱器換熱面積:F=1000Q/?T/K???????????㎡????????????????????(3.11)以上式中:u:煙氣流速,參考文獻【3】354頁(7-13m/s)取定,m/s;M2:水的質(zhì)量流量,M2=D*1000/3600,??kg/s;W:水的流速,參考文獻【3】354頁(不小于0.3m/s)取定,m/s;ρ2:水的密度,按冷側(cè)平均溫度查參考文獻【1】附錄9,kg/m3;?K:傳熱系數(shù),取定[范圍:10—100W/(㎡
8、.k)],W/(M2.k);3.4??換熱管的設計計