【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ????? ?iiLyL 下 2． 4 煙氣露點(diǎn)溫度（酸露點(diǎn)溫度和水蒸氣露點(diǎn)溫度） 2． 4． 1 煙氣量水蒸氣露點(diǎn) 過(guò)氧量的存在是促成二氧化硫氧化成三氧化硫的基本條件。因此，低氧燃燒是防止低溫腐蝕的有效措施 .過(guò)?？諝庀禂?shù)太小，燃料燃燒不完全，浪費(fèi)燃料，甚至?xí)斐啥稳紵^(guò)?？諝庀禂?shù)太大，入爐空氣太多，爐膛溫度下降，傳熱不好，煙道氣量多，帶走熱量多，也浪費(fèi)燃料，而且爐管容易氧化剝皮。當(dāng)然，過(guò)?？諝庀禂?shù)的變化也會(huì)影響，水蒸氣在煙氣中體積分?jǐn)?shù)，從而影響露點(diǎn)溫度。另外，如果空氣中水蒸氣的含量不同，煙氣中成分也會(huì)發(fā)生變化。 下面通過(guò)計(jì)算分析不同空氣過(guò)量系數(shù)、不同空氣溫度，不同空氣濕度對(duì)煙氣量和水蒸氣露點(diǎn)的影響。 具體計(jì)算結(jié)果見表 表 煙氣量和水蒸氣露點(diǎn)的影響因素 空氣過(guò)量系數(shù) 溫度 。 C 濕度（ %） 含濕量g/kg(a) 煙氣量Nm3/Nm3 水蒸氣露點(diǎn) 。 C 15 100 59 15 100 15 100 15 100 10 100 15 100 20 100 25 100 60 30 100 61 35 100 62 40 100 15 40 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 15 50 15 60 15 70 15 80 15 90 60 2． 4． 2 酸露點(diǎn) 燃料中的硫燃燒生成二氧化硫（ S＋ O2＝ SO2），二氧化硫在催化劑的作用下進(jìn)一步氧化生成三氧化硫（ 2SO2＋ O2＝ 2SO3）， SO3與煙氣中的水蒸汽生成硫酸蒸汽（ SO3＋ H2O=H2SO4）。硫酸蒸汽的存在使煙氣的露點(diǎn)顯著升高。由于空預(yù)器中空氣的溫度較低，預(yù)熱器區(qū)段的煙氣溫度不高，壁溫常低于煙氣露點(diǎn)，這樣硫酸蒸汽就會(huì)凝結(jié)在空預(yù)器受熱面上，造成硫酸腐蝕。 煙氣露點(diǎn)分為水露點(diǎn)和酸露點(diǎn)。如果煙氣中的水蒸汽不與其它物質(zhì)化合，則其凝結(jié)溫度 (露點(diǎn) )僅決定于煙氣中水蒸汽的分壓力，一般為 35℃～ 60℃。水蒸汽分壓力越大，表示煙氣中的水蒸汽量越多。在同樣溫度和三氧化硫含量條件下，所形成的硫酸蒸汽也就越多，與此相應(yīng)的煙氣的露點(diǎn)也有所升高。當(dāng)采用蒸汽霧化時(shí)，煙氣中的水蒸汽分壓力要增加。 由于所給的燃?xì)庵胁缓蛟?，因此，在?jì)算酸露點(diǎn)時(shí)只考慮加臭劑對(duì)酸露點(diǎn)的影響，加臭劑選用的是四氫噻吩，二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫量取 5%。 表 加臭劑對(duì)酸露點(diǎn)的影響 加臭劑四氫噻吩（ mg） 三氧化硫含量104 酸露點(diǎn) 。C 16 17 18 98 19 20 通過(guò)計(jì)算我們可以從中看出由于煙氣中存在三氧化硫，就會(huì)在管壁附近形成硫酸蒸汽，使露點(diǎn)大大高于水的露點(diǎn)。雖然煙氣中硫酸蒸汽濃度很低，但凝結(jié)下來(lái)的液體中的硫酸濃度山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 卻會(huì)很高，使得露點(diǎn)升高很多。 2． 4． 3 水蒸氣冷凝量的影響因素 我們知道不同過(guò)剩空氣系數(shù)、不同空氣溫度、不同空氣濕度都會(huì)對(duì)水蒸氣冷凝量產(chǎn)生影響，現(xiàn)在我們假定排煙溫度為 45 度，尾部壁面溫度低于煙氣露點(diǎn)溫度。 具體計(jì)算結(jié)果如下： 表 水蒸氣冷凝量的影響因素 空氣過(guò)剩系數(shù) 空氣溫度 。 C 空氣濕度 % 煙氣帶走水質(zhì)量 kg 凝結(jié)水質(zhì)量 kg 40 100 40 100 714 40 100 40 100 10 100 15 100 20 100 25 100 30 100 35 100 40 100 15 40 15 50 15 60 15 70 15 80 15 90 2． 5 熱能利用途徑 燃料中含有大量氫元素，燃燒產(chǎn)生大量水蒸汽。每 1Nm179。天然氣燃燒后可以產(chǎn)生 水蒸汽，具有可觀的汽化潛熱，大約為 3700KJ，占天然氣的低位發(fā)熱量的 10%左右。在排煙溫度較高時(shí)，水蒸汽不能冷凝放出熱量，隨煙氣排放，熱量被浪費(fèi)。同時(shí)，高溫?zé)煔庖采綎|建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 帶走大量顯熱，一起形成較大的排煙損失。 煙氣冷凝余熱回收裝置，利用溫度較低的水或空氣冷卻煙氣，實(shí)現(xiàn)煙氣溫度降低，靠近換熱面區(qū)域，煙氣中水蒸汽冷凝，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煙氣顯熱釋放和水蒸汽凝結(jié)潛熱釋放，而換熱器內(nèi)的水或空氣吸熱而被加熱，實(shí)現(xiàn)熱能回收，提高鍋爐熱效率。 下面我們就以本工程的計(jì)算數(shù)據(jù)說(shuō)明鍋爐熱效率如何提高的， 1Nm179。天然氣燃燒生產(chǎn)理論煙氣量約 3Nm （大約 ）。取煙氣溫度 160℃降低至 70℃，放出物理顯熱約1766KJ，水蒸汽冷凝率取 50%，放出汽化潛熱約 1769 KJ，總計(jì)放熱 3535 KJ，約是天然氣低位發(fā)熱量的 %。若取 80%煙氣進(jìn)入熱能回收裝置，可以提高熱能利用率 %以上，節(jié)省天然氣燃料近 9%。 眾所周知，鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計(jì)算所得，未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱量的熱損失。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)鍋爐中，排煙溫度一般在 100～ 250℃，煙氣中的水蒸汽仍處于過(guò)熱狀態(tài)，不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只 能達(dá)到 87%～ 91%。而冷凝式余熱回收鍋爐，它把排煙溫度降低到 50～ 70℃，充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱。 燃?xì)饪照{(diào)由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率并不高，輸入燃料的能量除一部分轉(zhuǎn)化為有用功之外，有很大一部分以余熱的形式釋放，因此回收利用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱是提高燃?xì)饪照{(diào)能源利用率的有效途徑之一。 對(duì)在燃?xì)饪照{(diào)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性匹配、余熱回收、變?nèi)萘空{(diào)節(jié)、獨(dú)立供能系統(tǒng)等方面的研究進(jìn)行分析概括后我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，燃?xì)饫錈釞C(jī)組及其獨(dú)立供能系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)能源的高效利用、降低環(huán)境污染、有效平衡冬夏季燃?xì)庳?fù)荷差、 消減電力負(fù)荷高峰等方面的優(yōu)勢(shì)。 余熱回收裝置是燃?xì)饫錈釞C(jī)組的必備部分，主要包括燃?xì)鈾C(jī)氣缸缸套冷卻水和排煙余熱回收兩部分。從換熱的角度說(shuō)回收的余熱越充分，對(duì)提高燃?xì)鈾C(jī)空調(diào)的性能越有利。但在設(shè)計(jì)排煙余熱回收系統(tǒng)時(shí)除了要考慮換熱性能外，對(duì)壓力損失的控制亦是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 題。 另外，煙氣中被冷凝下來(lái)的水，實(shí)際上相對(duì)比較清潔，只是含有一定的酸性，但是，由于這部分冷凝水的溫度大約在 40 度左右，并且，他的量是非?？捎^的，因此，我們提出了這樣一種方案，即：利用冷凝水對(duì)燃燒空氣進(jìn)行加溫加濕處理，其優(yōu)點(diǎn)在以下幾個(gè)方面： （ 1） 可以充分 利用凝結(jié)水的顯熱，對(duì)空氣進(jìn)行加熱，達(dá)到了余熱利用的目的。 （ 2） 對(duì)空氣加濕之后的好處在于，可以使冷凝水的量增加，原因是，排煙處于飽和狀態(tài)，他帶走的水是一定的。這樣的話就可以利用更多的水蒸氣的顯熱和潛熱。 （ 3） 大量的水蒸氣凝結(jié)之后，煙氣中的污染物，如灰塵， xSO , xNO ,等都會(huì)大大的減少，起到了環(huán)保的作用。 當(dāng)然，不可否認(rèn)的是，在對(duì)空氣進(jìn)行加濕之后，對(duì)整個(gè)鍋爐爐膛的溫度都會(huì)產(chǎn)生影響，對(duì)鍋爐的壽命和效率也會(huì)不利。這里我們不在做具體的分析。 負(fù)荷計(jì)算與分析 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 14 3． 1 負(fù)荷計(jì)算 建筑面積 —— 14000 m2熱水量 —— 140 升 /床 單位熱負(fù)荷指標(biāo) q2—— 65 w/ m2賓館人員 —— 15位 單位冷 負(fù) 荷指標(biāo) q2—— 55w/ m2洗手熱水龍頭 —— 45 個(gè) 床位 —— 280 張熱水溫度 —— 60℃ （ 55～ 65℃ ） 入住率 —— 65%冷水溫度 —— 15℃ 熱負(fù)荷 Q1=q1F= 65 14000/1000=910 kw 冷負(fù)荷 Q2=q2F= 55 14000/1000=770 kw 衛(wèi)生熱水負(fù)荷 TttCmqKQ rh /)( 12h 入住率??? hQ 最大小時(shí)熱水用量 m 用水計(jì)算單位數(shù)（人數(shù)或床位數(shù)） rq 熱水用水定額（ L/人 .d或 L/床 .d) C 水的比熱 12,t t 進(jìn)出口水溫 (℃ ) T供應(yīng)時(shí)長(zhǎng)（ t/s) nK 小時(shí)變化系數(shù)，見表 客房熱水負(fù)荷 Q3= 280 60%1 40(60 － 15) (243600)= kw 員工熱水負(fù)荷 床位數(shù) m ≤ 150 300 450 600 900 ≥ 6000 nK 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 Q4= 154 0(60 － 15) (243600)= kw 熱水龍頭負(fù)荷 Q5=40% 45 30(60 － 15) 衛(wèi)生熱水負(fù)荷 Q6= Q3+Q4+Q5=++= kW 3． 2 負(fù)荷分析 經(jīng)過(guò)計(jì)算在冬天，衛(wèi)生熱水負(fù)荷占總熱負(fù)荷的 34% 衛(wèi)生熱水負(fù)荷 Q6= kW 如果假設(shè)煙氣的排煙溫度降低至 70℃的話，那么煙氣的余熱回收熱量： kwhk c a lQ 2 6/1 0 8 7 6 07 5 8 6 03 2 9 0 0 ?????? 凝水煙氣 所以，依靠煙氣的余熱在理論上是無(wú)法滿足衛(wèi)生熱水的負(fù)荷要求的，因此，本設(shè)計(jì)方案就采用了利用溴化鋰直燃機(jī)對(duì)衛(wèi)生熱水進(jìn)行加熱，利用 煙氣冷凝器的煙氣余熱回收熱量對(duì)衛(wèi)生熱水輔助加熱的方式。 直燃機(jī)房設(shè)計(jì) 本設(shè)對(duì)以下三種冷熱源方案進(jìn)行了分析比較：本設(shè)計(jì)有三種冷熱源方案：① 直燃型溴山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 16 化鋰吸收式制冷；② 燃?xì)獍l(fā)電與吸收式制冷；③ 燃?xì)獍l(fā)電與吸收式制冷、電制冷。 冷熱源方案比較 設(shè)備初投資估價(jià)：水冷式冷水機(jī)組約 元 /千卡時(shí)，直燃機(jī)約元 /千卡時(shí)。 東營(yíng)市能源價(jià)格：天然氣 /立方米，電 /千瓦時(shí)。 直燃型溴化鋰吸收式制冷 直燃機(jī)既可供冷又可供熱，可滿足冬、夏兩季的要求；機(jī)房布置較簡(jiǎn)單占地面積小，噪聲低，只需設(shè)置直燃機(jī)及冷卻塔、循環(huán)泵等輔助設(shè)備；燃燒器效率較高，對(duì)大氣污染較小。 初投資： 根據(jù)總冷負(fù)荷（ 770kW），而大部分時(shí)間內(nèi)，冷負(fù)荷只是在計(jì)算負(fù)荷的百分之七十左右，因此，擬選用型號(hào)為 BZ50 制冷量為 582kW 的機(jī)組 2臺(tái)，初投資為 200 萬(wàn)元。 運(yùn)行費(fèi)用： 供冷時(shí)，直燃機(jī) COP=，天然氣熱值為 ，約 3/mkwh ，直燃機(jī)燃燒 1 3m 燃?xì)饪商峁┑睦淞繛? = kwh 。所以單位冷量費(fèi)用為。 供熱時(shí)，直燃機(jī)的熱效率為 ，單位供熱量費(fèi)用為 ??元 /kwh 假設(shè)機(jī)組使用年限為 25年，則年計(jì)算費(fèi)用為： ???????? TKSZ 萬(wàn)元 /年 Z：年計(jì)算費(fèi)用 S：運(yùn)行費(fèi)用 T：使用年限 K：初投資 夏季總耗能量為 77 萬(wàn) kwh ，冬季總耗能量為 195萬(wàn) kwh 。 燃?xì)獍l(fā)電與吸收式制冷 初投資： 根據(jù)總冷負(fù)荷（ 770kW），而大部分時(shí)間內(nèi)，冷負(fù)荷只是在計(jì)算負(fù)荷的百分之七十左右，山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 因此，擬選用型號(hào)為 BZ50 制冷量為 582kW 的機(jī)組 2臺(tái)，初投資為 200 萬(wàn)元。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 2臺(tái)，初投資 200萬(wàn)元。 運(yùn)行費(fèi)用：估算 50萬(wàn)元 燃?xì)獍l(fā)電與吸收式制冷，電制冷 初投資： 根據(jù)總冷負(fù)荷（ 770kW），而大部分時(shí)間內(nèi)，冷負(fù)荷只是在計(jì)算負(fù)荷的百分之七十左右，因此，擬選用型號(hào)為 BZ50 制冷量為 582kW 的機(jī)組 2臺(tái)，初投資為 200 萬(wàn)元。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī) 2臺(tái)，初投資 200萬(wàn)元。發(fā)電機(jī)組 2臺(tái)， 100 萬(wàn)。 運(yùn)行費(fèi)用：估算 50萬(wàn)元 根據(jù)以上的比較，可知直燃機(jī)總投資最低，預(yù)估回收期短，也具有機(jī)房占地面積小，運(yùn)行維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。所以，本設(shè)計(jì)采用直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)。 直燃機(jī)組的選擇 直燃性溴化鋰吸收式制冷機(jī)適用于以下地區(qū)： 用戶所在地具有豐富的燃油燃?xì)赓Y源。 當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不允許采用燃煤鍋爐，且用電緊張或電費(fèi)高昂。 燃油燃?xì)饩墒褂玫膱?chǎng)合，應(yīng)認(rèn)真研究，權(quán)衡使用燃油燃?xì)獾牡檬?，一般?yōu)先考慮使用城市煤氣，若無(wú)城市煤氣供應(yīng)時(shí)，應(yīng)考慮使用輕油。 直燃機(jī)從其利用的能源可分為燃油型、燃?xì)庑汀⒂蜌鈨捎眯?；從功能上可分為三用型（采暖、供冷、衛(wèi)生熱水）空調(diào)型（制冷，采暖）、單冷型，直燃機(jī)的臺(tái)數(shù)一般 24 臺(tái)，較大的選 3臺(tái)，大型 4臺(tái)，機(jī)組之間考慮互為備用和輪換的可能性，從便于維修的角度，盡量選用同機(jī)型、同規(guī)格。 Q制熱 =310+910=1220kw Q制冷 =770kw 考慮到備用及檢修方便，我們選擇兩臺(tái)直燃機(jī)： 山東建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 考慮到實(shí)際運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷大部分在計(jì)算負(fù)荷的百分之七十左右，單臺(tái)容量 770 =539kw 因此，擬選用型號(hào)為 BZ50 制冷量為 582kW 的機(jī)組 2臺(tái)，燃料采用天然氣，直燃機(jī)燃燒器額定壓力 5000Pa。 其具體參數(shù)為： 制冷量： 582kw ； 制熱量： 449kw ； 冷水 7℃ /12℃高流量型（ A）：流量 hm/3 壓力損失 30kPa ； 冷卻水 30℃ /37℃低流量型（ a）：流量 122 hm/3 壓力損失