锅炉余热利用换热器设计

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1、1.余热锅炉概述根据结构形式，余热锅炉可分为管壳式和烟道式余热锅炉。管壳式余热锅炉的结构与管壳式换热器无差别，并同样有固定管板式、浮头式及U型管式。烟道式余热锅炉的结构域普通锅炉的相似，有耐火砖砌成炉膛，炉膛内装设管束，高温气体通过炉膛，将管内流动的水加热汽化。换热器的设计即是通过传热过程计算确定经济合理的传热面积以及换热器的结构尺寸，以完成生产工艺中所要求的传热任务。换热器的选用也是根据生产任务，计算所需的传热面积，选择合适的换热器。由于参与换热流体特性的不同，换热设备结构特点的差异，因此为了适应生产工艺的实际需要，设计或选用换热器时需要考虑多方面的因素，进行一系

2、列的选择，并通过比较才能设计或选用出经济上合理和技术上可行的换热器。2 设计参数给定量: (1) 额定饱和蒸汽量       0.5t/h(2) 额定饱和蒸汽压力     0.5Mpa(3) 给水温度             20℃ (4) 排污率               2% (5) 烟气的体积流量       11500m³/h (6) 排烟温度             180℃(7) 烟气温度             500℃(8)  管长                4.9m采用阳泉无烟煤W      Mar=5.0%     Aar=19.0%   

3、  Car=68.9%Har=2.9%        Oar=2.4%      Nar=1.0%           Sar=0.8%发热量Qar.net.p=26400kJ/kg                 空干水分Mad=1.0%干燥无灰基挥发物Vdaf=9.0%               灰熔点=1400℃3 设计方案 3.1 平均温差（温压）的计算 ∆T=（∆tmax-∆tmin）/ln(∆tmax/∆tmin)         K              （3.1）逆流最大温差：∆tmax=t1'- t2''              K    

4、          （3.2）逆流最小温差：∆tmin=t1''-t2'                K              （3.3以上式中：t1': 烟气温度, ℃;t1'': 排烟温度, ℃;t2': 水的进口温度，℃；t2''：出口温度，由p=0.6MPa查参考文献[1]附录9，℃ 3.2 换热量的计算 热测烟气换热量 : Q1=C1·∆t1·M1        KJ/s                （3.4） 冷测水换热量: Q2=1000D[(Ish.s-If.w)+Pb.w(Is.w-If.w)]/3600 KJ/s （3.5）换热器换热量 

5、: Q=(Q1+Q2)/2               KJ/s                （3.6）烟气质量流量:   M1=（V1·ρ1）/3600      KJ/s                 （3.7）换热效率：η=(Q2/Q1)*100%                                     （3.8）以上式中：C1：热测烟气比热容，按热侧平均温度（t1'+t1''）/2查参考文献【1】附录6，KJ/(kg.K);C2: 冷侧水比热容, 按冷侧平均温度(t2'+t2'')/2查参考文献【1】附录9, KJ/(kg.K);ρ1：烟

6、气密度，按热侧平均温度查参考文献【1】附录6，kg/m³；V1：烟气体积流量，m³/h；Ish.s：饱和蒸汽焓，由Tsh.s=159℃,p=0.6MPa查参考文献【2】附表2，kJ/kg；Is.w：饱和水焓，按p=0.6MPa查参考文献【2】附表2，kJ/kg；If.w：给水焓，按给水温度tf.w=20℃查参考文献【2】附表1，kJ/kg；D: 蒸发量, t/h;Pb.w：排污率，%；3.3  流通截面积计算烟道流通截面积：A1=V1/3600/u          ㎡                    （3.9）管子流通截面积：A2=M2/W/ρ2      

7、       ㎡                     （3.10） 换热器换热面积：F=1000Q/∆T/K           ㎡                    （3.11）以上式中：u：烟气流速，参考文献【3】354页（7-13m/s）取定，m/s；M2：水的质量流量，M2=D*1000/3600，  kg/s；W：水的流速，参考文献【3】354页（不小于0.3m/s）取定，m/s；ρ2：水的密度，按冷侧平均温度查参考文献【1】附录9，kg/m³； K：传热系数，取定[范围：10—100W/（㎡.k）]，W/（M².k）；3.4  换热管的设计计