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◇ 北京顺发拉法基水泥有限公司余热利用工程
一、概 述
北京水泥有限公司是法国拉法基集团 (世界500强之一)在北京市水泥生产企业,该水泥厂的水泥窑尾热空气温度高达250℃。 在对水泥窑尾烟气进行除尘处理前还要将烟气进行掺冷风处理, 将烟气温度降低到180℃以下,另一方面该厂还有2万多平方米建筑的采暖设备, 需要采暖热源,尚没有采暖锅炉房。 如果采用热管换热器回收水泥窑尾烟气余热, 用来采暖。既可以免去增装一套锅炉房,还可节省能源消耗。是一举多得的事。 该工程于2002年动工,已经运行了一个采暖期,达到设计标准。
二、余热利用方案简介
1. 热站的工艺流程水泥窑尾烟气余热回收换热站位于窑头除尘器的旁边的空地。换热站占地5.4×9.3 m。换热站内安装有热管换热器,为安装和起吊方便热管换热器分为四组。由干燥房引出进入电除尘器的250℃高温烟气安装一烟气旁路,在尚未进入除尘器前将热烟气引入换热站的热管换热器,作为热管换热器的热源,用来加热冷端的采暖循环水。将热烟气温度降至170℃左右,再将降温后的烟气返回至电除尘。
2. 热管换热器设计计算:
设计烟气量:84000 m3/h
烟气温度: 250℃
采暖面积:20000m2
热管换热器入口水温:90 ℃
热管换热器出口水温:70 ℃
热管采用Ф32×3的管子,热管热端采用鳍片扩展受热面,热端长度2400 mm。热管冷端采用光管,冷端长度700 mm,热管全长3100 mm。热管换热器分为四个管箱,每个管箱的外型尺寸为:长×宽×高=1246×1246×3396 mm。热管换热器本体造价24万元。系统设备及安装、设计等其它费用22万元共计约46万元。
热管换热器计算结果见下表:
热管换热器计算结果
| 项 目 |
单 位 |
100% 负荷 |
| 烟气量 |
M3/h |
84000 |
| 烟气入口温度 |
℃ |
250 |
| 烟气出口温度 |
℃ |
170 |
| 循环水进口温度 |
℃ |
70 |
| 循环水出口温度 |
℃ |
86 |
| 热管管径 |
Mm |
φ32×3 |
| 热管横向排数 |
排 |
12 |
| 热管纵向排数 |
排 |
34 |
| 热管总数 |
根 |
816 |
| 烟气流速 |
M/s |
9.2 |
| 水流速 |
M/s |
0.3 |
| 最低管壁温度 |
℃ |
83.4 |
| 热管冷端长度 |
Mm |
700 |
| 热管热端长度 |
Mm |
2400 |
| 热管全长 |
Mm |
3100 |
三、综合效益分析
1. 全厂采暖面积为20000米2,取平均采暖供热指标为75w/米2,采暖热交换站替代燃煤锅炉房后,年节煤量为: 20000×0.075×3600×24×120/4.18/5000/1000/0.7=1063(吨)折合费用为:250×1063÷10000≈26.6(万元)
2. 锅炉房每年节约部分折旧费、大修费、耗水耗电费、人工费、管理费等约10万元。
3. 投资回收年限计算:46÷(26.6+10)≈1.25(年)即余热回收利用工程投资回收年限一年多一点。
4. 取消燃煤锅炉房后,消烟除尘问题得到了彻底解决。
综合以上分析可以看出,利用窑尾热烟气余热替代供暖锅炉房作为供暖热源,技术上合理可靠,经济上可行。工程回收期短,并且能收到非常好的节能效益和社会效益。 |
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