燃氣裝置煙氣余熱回收分析與設計

1、摘要摘要隨著我國的不斷發(fā)展，能源的消費量逐漸增大，這也帶來了嚴重的環(huán)境污染問題，所以我國施行節(jié)能減排和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整。如今，在我國社會能源環(huán)境領域，推行使用天然氣等清潔能源、新技術(shù)，已經(jīng)成為重要的研究課題。近幾年來，燃氣鍋爐正逐漸的取締燃煤鍋爐在生活與生產(chǎn)方面。但是，目前燃氣鍋爐的排煙溫度都很高，煙氣中的余熱得不到回收與利用。因此，如何使鍋爐的排煙熱損失降低與提高燃氣的利用率，已經(jīng)成為了節(jié)能環(huán)保工作中的重要的研究課題。普通的燃氣鍋爐，排

2、煙溫度通常為180℃左右，煙氣中存在大量的過熱態(tài)的水蒸氣，其體積分數(shù)在10%左右，是煙氣熱量損失的主要部分?；厥绽门艧燂@熱與煙氣凝結(jié)潛熱可極大的提高能源利用率。本文首先對我國的能源利用現(xiàn)狀、節(jié)能形勢、燃氣冷凝式鍋爐的工作原理、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和天然氣的利用進行了概述。其次，分析了天然氣燃燒后煙氣中的產(chǎn)物，分析了煙氣中可以回收的顯熱量和潛熱量的關(guān)系，提出了煙氣中汽化潛熱能否有效回收是確保冷凝式換熱器回收效果的關(guān)鍵因素。然后，本文對各種換熱

3、器進行了介紹，對冷凝換熱器進行設計與分析，冷凝式換熱器采用H型鰭片管換熱器，鰭片管順列布置，H型鰭片管的優(yōu)點是耐磨性能好，積灰少，體積小，空氣阻力小，綜合性能好。最后對燃氣鍋爐加裝冷凝換熱器的經(jīng)濟效益進行了分析。研究表明，常規(guī)燃氣鍋爐加裝冷凝換熱器后，鍋爐排入大氣的污染物大大減少，環(huán)保效益顯著。關(guān)鍵詞：燃氣冷凝式鍋爐、鍋爐熱效率、熱管、余熱第一章第一章緒論緒論1.1我國能源利用狀況及節(jié)能環(huán)保緊迫性1.1.1能源利用現(xiàn)狀社會進步和經(jīng)濟發(fā)展

4、和能源密不可分，也是一個國家綜合國力和人民生活水平的重要表現(xiàn)。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境污染與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)問題日益嚴重。能源和環(huán)境問題是如今社會最關(guān)注的問題。人類有3次能源利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整[1]：(1)18世紀，因為第一次世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變：原始的柴薪能源逐漸的被以煤為主的化石能源取代。到1990年，世界的煤炭產(chǎn)量大約為7.45億噸，比當時的一次能源總量的94%還要高。這次能源結(jié)構(gòu)改變打破了16世紀歐洲文藝復興文明發(fā)展停滯不前的局面，推

5、動了資本主義工業(yè)的迅猛發(fā)展。(2)20世紀，石油、天然氣的生產(chǎn)與使用量迅猛的增長。這推動了內(nèi)燃機等的發(fā)展，所以許多西方國家經(jīng)濟得到快速發(fā)展。到了20世紀60年代，石油的消耗量每十年就可提高一倍。石油消耗量的不斷增長，使我們進入了現(xiàn)代文明和世界經(jīng)濟的新階段。(3)環(huán)境污染問題和能源危機使人們意識到調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的緊迫性，通過降低化石能源的消耗來實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。我國是世界上擁有能源資源最豐富的國家之一，但也是能源消耗量也很大，能源的一次

6、消耗的總量接近于美國。截止到2014年，我國投入1145億元在地質(zhì)勘查上，新發(fā)現(xiàn)的大中型礦產(chǎn)地有249處。油氣勘查取得了巨大突破，首次探明頁巖氣的地質(zhì)儲量約為1068億m3，新探明的石油地質(zhì)儲量10.6億噸，天然氣9438億m3[2]。這與2011年以來我國實施的勘探礦物突破戰(zhàn)略行動的關(guān)系重大。我國有非常豐富的再生能源資源，其中，水能資源的可開發(fā)量理、論儲藏量和經(jīng)濟可開發(fā)量都處在世界首位。煤在我國的能源結(jié)構(gòu)所占的比重很高，其比重高達70

7、%~80%，比其它發(fā)達國家煤僅占20%~30%的水平高得多。從這十年我國能源消耗與生產(chǎn)結(jié)構(gòu)來看，原煤生產(chǎn)與煤炭消費的比重占了極其重要的地位，石油消費與原油生產(chǎn)比重不斷下降，天然氣和其他能源(水電、核電、風能)的消費與生產(chǎn)比重總體呈現(xiàn)出了上升的趨勢。表11中列舉了我國從1990~2014年的能源消費總量及構(gòu)成的數(shù)據(jù)。從這些數(shù)據(jù)變化中可以看出，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，消費水平不斷的提高，我國能源消費量一直在迅猛增長。其中煤占能源消費量的比重