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◇ 保定冠中塑料制品有限公司锅炉余热及生产线余热利用工程
一、锅炉余热利用方案
1.锅炉余热利用方案的制定原则
 唐县冠中塑料制品有限公司， 新上一台7000KW导热油锅炉，预期为8条塑胶手套生产线提供热源， 当下实有生产线6条。 根据以往经验，每条塑胶手套生产线，生产中所需热能约为750KW。所以本方案制定上，以锅炉负荷4500KW为基础进行设计，并对锅炉带8条塑胶手套生产线，负荷6000KW的情况进行校核。
根据锅炉说明书， 锅炉厂家所承诺的锅炉排烟温度为低于介质出口温度加100℃。在塑胶手套生产中，一般要求的介质出口温度约为280℃左右，即锅炉的排烟温度低于380℃。考虑到锅炉是在低于额定负荷下运行，其排烟温度会略低于其设计温度，所以计算中取锅炉的排烟温度为330℃。
锅炉烟气余热回收，主要用于一下三个方面：1）冬季厂区采暖，2）平时洗澡及洗手模用热水，3）加空气预热器给锅炉燃烧所需空气进行预热。
本方案中三个余热回收换热器采用并联的方式，其布置方式见附图。流经各换热器的烟气流量，可用各换热器前的挡板及旁通烟道的挡板进行调节。换热器的设计是以冬季流经采暖换热器的烟气量占锅炉总烟气量的40％，流经空气预热器的烟气量占锅炉总烟气量的60％进行设计的。
关于采暖水系统，可根据原采暖水系统进行改造衔接。
2.锅炉余热采用各换热器主要热力参数
a.采暖换热器主要热力参数
| 序号 |
项 目 |
单 位 |
工 况1 |
工 况2 |
| 1 |
锅炉负荷 |
kw |
4500（带6条生产线） |
6000（带8条生产线） |
| 2 |
流经采暖器的烟气量占
锅炉总烟气量的百分比 |
% |
40 |
40 |
| 3 |
烟气量 |
Nm3/h |
～3760 |
～5010 |
| 4 |
采暖水流量 |
吨/h |
30 |
30 |
| 5 |
烟气进口温度 |
℃ |
330 |
330 |
| 6 |
计算水进口温度 |
℃ |
75（假定） |
75（假定） |
| 7 |
烟气出口的温度 |
℃ |
189 |
205.6 |
| 8 |
水出口温度 |
℃ |
80.9 |
82 |
| 9 |
烟气流速 |
m/s |
～5 |
～6.7 |
| 10 |
烟气流动阻力 |
Pa |
～90 |
～150 |
| 11 |
最低管壁温度 |
℃ |
109 |
118 |
| 12 |
采暖器的换热功率 |
kw |
206.3 |
244 |
从以上的参数可以看出，换热器的最低壁温在109℃以上，如果燃煤的含硫量不是特别高，换热器不会出现腐蚀和积灰现象。一般办公楼的采暖热指标为58－81w/m2，单层住宅的采暖热指标为81－105w/m2，如果采暖热指标平均按100 w/m2计，换热器的换热量，在带6条手套生产线时，可以提供约2000 m2的采暖用热；在锅炉带8条手套生产线时可以提供约2400 m2的采暖用热。
b.空气预热器主要热力参数
| 序号 |
项 目 |
单 位 |
工 况1 |
工 况2 |
| 1 |
锅炉负荷 |
kw |
4500（带6条生产线） |
6000（带8条生产线） |
| 2 |
流经采暖器的烟气量占
锅炉总烟气量的百分比 |
% |
60 |
60 |
| 3 |
烟气量 |
Nm3/h |
～5640 |
～7520 |
| 4 |
空气量 |
Nm3/h |
～7380 |
～9840 |
| 5 |
烟气进口温度 |
℃ |
330 |
330 |
| 6 |
空气进口温度 |
℃ |
0 |
0 |
| 7 |
烟气出口的温度 |
℃ |
208.3 |
219 |
| 8 |
空气出口温度 |
℃ |
～100 |
～91 |
| 9 |
烟气流速 |
m/s |
～5.8 |
～7.8 |
| 10 |
空气流速 |
m/s |
～5 |
～6.7 |
| 11 |
烟气侧流动阻力 |
Pa |
～110 |
～180 |
| 12 |
空气侧流动阻力 |
Pa |
～120 |
～190 |
| 13 |
最低管壁温度 |
℃ |
>105 |
>107 |
| 14 |
采暖器的换热功率 |
kw |
275 |
336 |
加空气预热器，锅炉的效率可提高5%以上。
c.洗澡换热器
由于洗澡用热为间歇性用热，其热力参数不便于准确计算。所以洗澡换热器的设计，多采用经验数据。换热量有一定的余度，可提供部分洗手模用水。
二、车间余热利用方案
本方案是对生产车间，新上的两条手套生产线烘箱余热利用所制定的方案。本方案采用一台废气余热换热器，对两条生产线的废气余热进行部分回收利用。
废气流量，按以往的经验取为20000m3/h（150℃），（其中冷却段10000 m3/h，烘箱10000 m3/h），折合成标准状态12900 Nm3/h。
预热空气流量取为3225 Nm3/h。其根据是经预热器的空气量约为烘箱废气抽吸量的50%左右，这样不会对烘箱内的气体流动特性产生较大的影响。
废气绝热器的主要热力参数如下：
| 序号 |
项 目 |
单 位 |
数 据 |
| 1 |
废气流量 |
Nm3/h |
12900 |
| 2 |
空气流量 |
Nm3/h |
3225 |
| 3 |
废气进口温度 |
℃ |
150 |
| 4 |
空气进口温度 |
℃ |
20 |
| 5 |
废气出口温度 |
℃ |
127 |
| 6 |
空气出口温度 |
℃ |
110.7 |
| 7 |
废气流速 |
m/s |
～9.5 |
| 8 |
空气流速 |
m/s |
～7.6 |
| 9 |
废气侧流动阻力 |
Pa |
～540 |
| 10 |
空气侧流动阻力 |
Pa |
～490 |
| 11 |
传热功率 |
kw |
～110 |
假定烘箱内的负压为150 Pa，废气管道的阻力为250 Pa，则废气流程的总阻力为H＝150＋250＋540＝840 Pa。
4－72No.8C,n=1250风机在标准状态下的性能参数如下：
| 转速 r/min |
序 号 |
流量 m3/h |
全压 Pa |
内效率 % |
内功率 kw |
所需功率 kw |
| 1250 |
1 |
13643 |
1507 |
77.6 |
7.32 |
8.86 |
| 2 |
15633 |
1487 |
81.8 |
7.86 |
9.51 |
| 3 |
17527 |
1454 |
84.7 |
8.31 |
10.06 |
| 4 |
19571 |
1401 |
86 |
8.79 |
10.64 |
| 5 |
21412 |
1321 |
86.1 |
9.08 |
11 |
| 6 |
23402 |
1215 |
84.6 |
9.29 |
11.25 |
| 7 |
25297 |
1106 |
82.1 |
9.42 |
11.40 |
废气温度为127℃r/min时，该风机的折算性能参数如下：
| 转速 r/min |
序 号 |
流量 m3/h |
全压 Pa |
内效率 % |
内功率 kw |
所需功率 kw |
| 1250 |
1 |
13643 |
1029 |
77.6 |
5.0 |
6.05 |
| 1250 |
2 |
15633 |
1015 |
81.8 |
5.36 |
6.49 |
| 1250 |
3 |
17527 |
992 |
84.7 |
5.67 |
6.87 |
| 1250 |
4 |
19571 |
956 |
86 |
6.0 |
7.26 |
| 1250 |
5 |
21412 |
902 |
86.1 |
6.20 |
7.51 |
| 1250 |
6 |
23402 |
829 |
84.6 |
6.34 |
7.68 |
| 1250 |
7 |
25297 |
755 |
82.1 |
6.43 |
7.78 |
从以上风机的参数看，废气引风机选用4－72No.8C，n＝1250 r/min的风机是比较合适的。
根据估算，鼓风机如果安装于换热器前，介质温度为20℃，可选用4－72No.3.2A，n＝2900r/min的风机，电机功率为2.2kw。如果鼓风机安装于换热器后，介质温度为110℃，风机可选用4－72No.3.6A，n＝2900 r/min风机，电机功率3kw。
三、换热器制造费用
1）采暖换热器 一台 2万元
2）空气预热器 一台 2.9万元
3）洗澡换热器 一台 0.35万元
4）车间废气换热器 一台 3.4万元
以上总计 8.65万元。（该费用包括换热器的制造费，非标设计费，安装系统设计费及现场安装指导费用。）
四、采用锅炉余热给烘箱补热的探讨
假定由一台换热器，利用锅炉余热给四条生产线的烘箱补热，流经换热器的烟气量占锅炉总烟气量的33%，给烘箱补入的热空气量为每两条生产线2000Nm3/h。经计算所得的该换热器的主要热力参数如下：
| 序 号 |
项 目 |
单 位 |
数 值 |
| 1 |
锅炉负荷 |
kw |
6000 |
| 2 |
流经换热器的烟气量 |
Nm3/h |
~4220 |
| 3 |
空气流量 |
Nm3/h |
4000 |
| 4 |
烟气进口温度 |
℃ |
330 |
| 5 |
空气进口温度 |
℃ |
20 |
| 6 |
烟气出口温度 |
℃ |
186.5 |
| 7 |
空气出口温度 |
℃ |
180 |
| 8 |
烟气流速 |
M/s |
~6.5 |
| 9 |
空气流速 |
M/s |
~5 |
| 10 |
烟气流动阻力 |
pa |
240 |
| 11 |
空气流动阻力 |
pa |
220 |
| 12 |
传热功率 |
kw |
236 |
该换热器的制造费用约为3.3万元，采用该方案比采用废气余热回收方案，会多出大约2万元的风道及保温的费用。
采用该方案与采用回收废气余热方案比较，其优点是：
1.给烘箱补入的热空气量较少，大约为回收废气余热方案补气量的60%，对烘箱空气流动特性改变较少。但补入的热量却略高于回收废气余热方案。
2.总投资额略低于废气余热回收方案。
3.废气管道上不加换热器，废气引风机的耗电量会有所减少。
采用该方案的缺点是：
1.没有废气降温过程中可回收部分有机溶剂的效果。
2.在冬季为保证该换热器的换热量及采暧换热器的换热量，会影响到空预器的换热量。 |
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