区域供热工业锅炉低温烟气余热深度回收技术的研究

发布时间：2017-10-26 13:52

  本文关键词：区域供热工业锅炉低温烟气余热深度回收技术的研究

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【摘要】：燃煤工业锅炉普遍存在尾部烟气温度过高的问题,降低烟气温度可提高锅炉效率,但面临受热面腐蚀问题。本课题针对烟气低温腐蚀等问题,对一套采用氟塑料材质换热器的烟气余热回收系统进行了分析和研究,为进一步降低排烟温度、提高锅炉的能源利用率提出了切实可行的技术方案。分析了燃煤锅炉尾部烟气的特点,针对烟气的酸腐蚀以及结垢等问题,在选择合适的烟气余热回收途径和用途的基础上,确定了采用氟塑料作为换热器主体材料的余热回收方案。对氟塑料的材料特性进行了分析。根据其化学性能稳定、但导热性能差的特点,确定了换热器小管径、薄管壁、多管路的基本结构型式和换热方式。确定换热器设计参数,并进行传热计算。选取换热器的部分管束进行模拟计算,得到其传热特性。对换热器的整体结构进行设计分析和计算,最终确定了换热器的换热性能和结构尺寸。对工程应用中的热膨胀问题、烟道的防腐内衬进行了分析,并对余热回收系统的经济和环境效益进行了计算,一个采暖季内可以回收热量3.487MW,每年节省标准煤0.21万吨,分别减少SO2、CO2排放量38.4吨和0.55万吨,为这种新型塑料材料在燃煤锅炉烟气余热回收中的应用提供了参考。
【关键词】：燃煤工业锅炉 烟气余热回收 氟塑料 换热器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK115
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景9-11
• 1.2 锅炉尾部低温烟气余热回收的发展和应用现状11-12
• 1.2.1 国外烟气余热回收的发展和应用现状11-12
• 1.2.2 国内烟气余热回收的发展和应用现状12
• 1.3 氟塑料换热器的发展和应用现状12-15
• 1.3.1 国外氟塑料换热器的发展和应用现状13
• 1.3.2 国内氟塑料换热器的发展和应用现状13-15
• 1.4 本课题的主要研究内容15-16
• 第2章 低温烟气余热深度回收系统方案研究16-34
• 2.1 燃煤锅炉烟气余热回收技术探究16-22
• 2.1.1 燃煤锅炉尾部烟气的特点16-18
• 2.1.2 回收烟气余热的用途18-19
• 2.1.3 烟气余热回收的方法19-22
• 2.2 氟塑料换热器用于烟气余热回收22-29
• 2.2.1 烟气余热回收的难点和氟塑料换热器的优势22-27
• 2.2.2 氟塑料换热器的缺陷及弥补方法27-29
• 2.2.3 氟塑料换热器性能评价29
• 2.3 氟塑料换热器用于烟气余热回收的方案研究29-32
• 2.3.1 氟塑料换热器的位置29-31
• 2.3.2 氟塑料换热器回收烟气余热方案31-32
• 2.4 本章小结32-34
• 第3章 氟塑料换热器的设计计算34-62
• 3.1 氟塑料换热器基本结构型式的确定34-39
• 3.1.1 换热器类型的选择34-35
• 3.1.2 氟塑料换热器的类型35-36
• 3.1.3 管束放置方式的选择36-37
• 3.1.4 流体流动方式的选择37
• 3.1.5 错流次数的选择37-39
• 3.2 氟塑料换热器的传热计算39-51
• 3.2.1 换热器设计参数的确定39-42
• 3.2.2 水露点和酸露点温度的计算42-43
• 3.2.3 有硫酸蒸汽冷凝的传热过程简化43-44
• 3.2.4 换热量计算44-45
• 3.2.5 平均温差计算45-47
• 3.2.6 烟气侧对流换热系数47-49
• 3.2.7 水侧对流换热系数49
• 3.2.8 整体传热系数分析和管壁壁温的检验49-51
• 3.3 氟塑料换热管换热性能的模拟研究51-61
• 3.3.1 氟塑料换热管数值模拟的目的和意义51-52
• 3.3.2 氟塑料换热管数值模拟的难点和简化52-53
• 3.3.3 模型、网格及边界条件53-56
• 3.3.4 数值模拟计算结果与分析56-61
• 3.4 本章小结61-62
• 第4章 氟塑料换热器的整体设计62-77
• 4.1 换热面积和换热器主体重量计算62-63
• 4.2 管长与有效换热部分高度63
• 4.3 换热管束排布与管板连接63-70
• 4.3.1 管束排布63-64
• 4.3.2 烟气流动方向上管间距对流场的影响64-67
• 4.3.3 管子在板子上的排布67-68
• 4.3.4 管板连接68-70
• 4.4 阻力计算70-73
• 4.4.1 管程阻力计算70-72
• 4.4.2 壳程阻力计算72-73
• 4.5 错流次数对换热过程和阻力的影响分析73-74
• 4.5.1 对数平均温差的差别73
• 4.5.2 壳程阻力的差别73-74
• 4.6 整体结构的设计74-76
• 4.7 本章小结76-77
• 第5章 氟塑料换热器工程应用技术和经济分析77-82
• 5.1 氟塑料换热器工程应用中的技术分析77-79
• 5.1.1 氟塑料材料的热膨胀问题77-78
• 5.1.2 烟道的防腐内衬78-79
• 5.2 经济环境效益分析79-81
• 5.2.1 经济性分析方法79-80
• 5.2.2 烟气余热回收系统收益及回收期80-81
• 5.2.3 环境效益分析81
• 5.3 本章小结81-82
• 结论82-84
• 参考文献84-89
• 致谢89-90

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本文编号：1098928