关于烟气余热回收节能的研究与计算

关于烟气余热回收节能的研究与计算以10h/t燃煤链条热水锅炉为例，发热量为7MW，燃煤品质为4500/Kcalkg。现排烟温度为200℃，预计将烟温降至150℃，求安装省煤器后的节能效果。1.每小时燃煤量计算607103600/1911/4500/4186/70%QtWshBkqKcalkgJKcalgh（1）其中，0B——每小时耗煤量，/kghQ——锅炉发热量，MWq——燃煤发热值，/Kcalkg——锅炉热效率，%2.空气需求量计算按照常规，4500/Kcalkg品质燃煤组分按照如下计算：C占60，H占5，O占1，N占1，S占0.7，A占23.3，M占10。按照常规，燃煤锅炉空气过剩系数1.18每理论空气需求量计算：kg20(8.8926.663.333.33)10LCHSO)（2）kg以燃烧191煤为例，计算理论空气需求量：3(/mkg230(8.896026.6653.330.73.331)106.657/Lm1kg20(8.8926.663.333.33)101911LCHSO2(8.896026.6653.330.73.331)101911127213m每实际空气供给量计算：kg0LL（3）3(/mkg)gm301.186.6577.86/LLmk以燃烧1911煤为例，计算实际空气需求量：kg301.181272115010LL3.烟气量计算每煤理论燃烧产物生成量计算：kg0022.479()123222818100100CSHNMVL（4）3(/mkg)30600.7511022.479()6.6577.076/123222818100100Vmkg煤计算，计算理论燃烧产物生成量：每实际燃烧产物生成量计算：按照1911kg300191113522VVmkg022.421()()3(/mkg123222818100100CSHNMVnL)（5）3600.7511022.421()(1.18)6.6578.275/123222818100100Vmkg按照1911煤计算，计算实际燃烧产物生成量：4.燃烧产物成分计算kg3191115813VVm2222.46022.41210012100%100%100%100%13.53%8.275arCOCVCOVV2222.40.722.43210032100%100%100%100%0.06%8.275arSOSVSOVV2222.451022.4()()218100218100%100%100%100%8.27%8.275ararHOHMVHOVV2222.479122.479()()7.862810010028100100%100%100%100%75.13%8.275arNNLVNVV2022121()(7.866.66)100100%100%100%100%3.05%8.275OLLVOVV（6）22222%%%%%13.53%0.06%8.27%75.13%3.05%100.04%COSONOHO烟气组分误差100.04%100%100%0.4100%‰，可忽略不计。5.烟气节能量计算按照烟气温度从200℃降至150℃计算。在150℃以及200℃时，烟气各组分热焓值和密度h：:gm（7）kgm:kgmkgm:gmkgm:gmkgm:kgmkgm根据理想气体状态方程式：2CO223619.2838/,1.2527/cocohKJkgk223668.2286/,1.1198/cocohKJkg2SO223496.2033/,1.8295/sosohKJkg223531.5427/,1.6336/sosohKJkg2N223439.6651/,0.796/NNhKJkgk223492.1415/,0.7118/NNhKJkg2O223387.5521/,0.9095/OOhKJkgk223435.3463/,0.8133/OOhKJkg2HO2232776.6026/,0.5164/HOOhKJkg2232875.4507/,0.4603/HOHOhKJkgpVnRT（8）由（8）可知，在恒压、恒物质的量情况下TC，即温度与密度成反比关系。进入风机的烟气温度是150℃，进入省煤器的烟气温度是200℃，安装省煤器后，烟气温度降低，密度增大，相同物质的量烟气的密度增大，体积减小。为了保证不影响原锅炉炉膛内烟气流量及温度变化，需维持原空气过剩系数不变，风机风量应减小，引风机的频率应适当降低，否则若按原风量引风会使空气过剩系数增大，降低了炉膛温度，增大了烟气热损失，同时也增加了鼓引风机工作负荷。烟气密度计算公式为：222222222%%%%yqCOSONOHOCOSONOHO2%2%2%由（（9）因此，将（6）、（7）代入（9）后，可知烟气在150℃时，密度为222222222%%%%yqCOSONOHOCOSONOHO31.252713.53%1.82950.6%0.79675.13%0.90953.05%0.51648.27%0.848948/kgm在200℃时，密度为222222222%%%%yqCOSONOHOCOSONOHO31.119813.53%1.63830.6%0.711875.13%0.81333.05%0.46038.27%0.758958/kgm8）可知，恒压、恒物质的量情况下，VT，设150℃时烟,200℃时烟气量为V气量为V,所以可得150℃烟气量为(273.13)(273.13150)0.8943273.13273.13200VtVVVt（10）其中VV（11）由此可知，排烟温度从200℃降低至150℃时，节能量为%))V222222222222222222222222222222(%%%%(%%%%COCOSOSONNOOHOHOCOCOSOSONNOOHOHOQhVhVhCOhSOhNhOhHOhCOhSOhNhhHOV（12）将（7）、（10）、（11）代入（12），得29069444.5967900304.2211169140.375QhVhVKJ折合节约4500燃煤量：Kcal21169140.37562.0674500(/)4.186(/)QKJmkqKcalkgKJKcalg安装省煤器后节煤率为：062.067100%100%3.24%1911mkgBkg安装省煤器后，锅炉净效率为：607103600/72.35%()(191162.067)/4500/4186/QWshBmqkghKcalkgJKcal锅炉净效率提高72.35%70%2.35%计算基础：1.煤炭粒度要求0~3mm不超过10%，3~6mm不超过20%，6~25mm不低于65%，40mm不超过10%；2.安装省煤器前后空气剩余系数不变；3.省煤器换热过程近似认为恒压过程，且烟气泄露忽略不计；4.锅炉本体设计排烟温度为200℃；5.煤质稳定。其中，煤炭粒度与空气剩余系数对安装省煤器后锅炉净效率的提高影响最大。3.24%2.35%结论：在理想状态下，安装烟气余热回收设备，温降50℃情况下，节煤率为，锅炉净效率提高。