【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 。當(dāng)焦?fàn)t氣低位熱值為 ，燃機(jī)熱 耗為 (kWh)。從對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益方面評(píng)價(jià)，平均每年新增額外收入 1200 多萬(wàn)，該投資屬于正發(fā)展有很好的發(fā)展前景，同時(shí)發(fā)電的余熱尾氣所產(chǎn)生的蒸汽也有很好的收益。因此，項(xiàng)目從財(cái)務(wù)上看是可行的。從上述財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)看，本項(xiàng)目投資回報(bào)率高，投資回收周期快，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。 該項(xiàng)目投資總額 4978萬(wàn)元，利潤(rùn)總額為 1757萬(wàn)元，所以靜態(tài)投資回收期至少為 。 投資回收期 靜態(tài)投資回收期是指以項(xiàng)目的凈收益抵償全部投資（固定資產(chǎn)投資、投資方向調(diào)節(jié)稅和流動(dòng)資金）所需要的時(shí)間。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6) 其它費(fèi)用包括管理費(fèi)在內(nèi)按 元 /kWh 計(jì)，費(fèi)用為 75 萬(wàn)元每年。 4) 機(jī)油消耗按 ，機(jī)油價(jià)格按 元 /kg，故機(jī)油消耗 /kWh．每年消耗機(jī)油的成本費(fèi)用為 75萬(wàn)元。工程投產(chǎn)后電價(jià) /kWh計(jì)，所以前 5年內(nèi)年每銷售收入為 /kWh 6000萬(wàn) kWh=3000萬(wàn)。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 年銷售收入 工程建成后，工程合計(jì)年銷售電量 6000萬(wàn) kWh,按照國(guó)家稅收政策，企業(yè)利用廢水、廢氣 、廢渣等廢棄物為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)的，可在 5年內(nèi)減征或者免征所得稅。 全部工程投資概算表如表 51 所示： 表 51 總投資估算表 序號(hào) 工程或費(fèi)用名稱 建筑工程 (萬(wàn)元 ) 設(shè)備購(gòu)置 (萬(wàn)元 ) 安裝工程 (萬(wàn)元 ) 其它費(fèi)用 (萬(wàn)元 ) 合計(jì) (萬(wàn)元 ) 一 燃?xì)鈾C(jī)組（含發(fā)電機(jī)及控制屏） 35 2768 54 2857 二 焦?fàn)t煤氣處理及供應(yīng)系統(tǒng) 5 34 50 89 三 煤氣柜 26 457 137 620 四 電氣系統(tǒng) 10 320 30 360 五 冷卻水系統(tǒng) 16 70 10 96 六 輔助生產(chǎn)設(shè)施 23 200 30 253 七 附屬生產(chǎn)工程 5 20 8 33 小計(jì) 120 3869 319 4308 八 其它費(fèi)用 180 180 九 基本預(yù)備費(fèi) 490 490 工程靜態(tài)投資合計(jì) 120 3869 319 670 4978 十 各項(xiàng)占百分 100 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 比 % 注：設(shè)備運(yùn)雜費(fèi)按設(shè)備 7%計(jì)入設(shè)備購(gòu)置費(fèi) 中；輔助生產(chǎn)設(shè)施除考慮溴化鋰致冷 100萬(wàn)元外，還包括煤氣前處理以及機(jī)組起吊裝置等；附屬生產(chǎn)設(shè)施包括機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)。 投資估算 本工程估算包括燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)組、冷卻水系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等附屬系統(tǒng)。以上附件的具體尺寸在附錄二余熱鍋爐中給出。 ??水 mqA?= 2m ?? ?Ar 34mm 在選擇法蘭時(shí) ,采用板式平焊鋼制法蘭（ HGZ05931997），公稱通徑 DN為 65mm，外徑為 76mm。 由于本文介紹的余熱鍋爐采用的針形管，所以本文所設(shè)計(jì)的鍋爐形狀為方形；煙氣進(jìn)出口管道截面積和余熱鍋爐截面積之比約為 1： 4，因此采用喇叭口將煙氣分散輸送到余熱鍋爐中，以上外形具體尺寸在 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 附錄二余熱鍋爐中表示。 對(duì)于針狀換熱器，一般由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其阻力損失，煙氣側(cè)阻力損失按下式計(jì)算： 273)( 2 ff tVmNagh ??? (416) 式中： fh? —— 煙氣側(cè)阻力損失（ Pa）； a —— 阻力系數(shù)，可取 ； V—— 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的流速（ Nm/s）； Z—— 煙氣流動(dòng)方向上管子排數(shù)； m—— 煙氣流動(dòng)方向上管子組數(shù)（即水的行程數(shù)）； ft —— 煙氣的平均溫度； 式中 N=8， m=9；經(jīng)計(jì)算可知 fh? =.。 K). 傳熱面 : mtKSQ ?? （ 414） 由于管內(nèi)溫度維持水的蒸發(fā)溫度 150℃，管外煙氣進(jìn)口溫度550?int ℃，煙氣出口溫度 200?outt ℃． maxt? =550℃ 150℃ =400℃，mint? =200℃ 150℃ =50℃．對(duì)數(shù)平均溫差： 50400ln50400lnm i nm a xm i nm a x ???????????tttttm℃ （ 415） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) mtKQS ?? = 3?? = 2m 根據(jù)前面設(shè)計(jì)單程針形管表面積： ldtnLds tto ?? ?? = ＋ 12 88 = 2m 計(jì)算所得總管程數(shù)為： sSn 8? = ? 9 煙氣側(cè)阻力損失 余熱鍋爐中煙氣側(cè)的流動(dòng)阻力主要包括摩擦阻力損失、局部阻力損失以及氣體沖刷管束的阻力損失。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 44 針翅效率曲線 管外側(cè)除針肋外的基管面積： )4/( 20 ttLb dnnLdNF ?? ?? (410) 針肋表面積： ldNnF tLf ?12? (411) 其中： N— 換熱器內(nèi)針形管組根數(shù) ； 0d — 針形管外徑 45mm； L— 使用單米長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算， 1m； Ln — 針形管軸向單米長(zhǎng)針肋排數(shù)， ； tn — 針形管周向針肋數(shù) 12根； td — 針肋直徑 6mm； l — 針肋的長(zhǎng)度， ； 有效換熱面積： ffb FFF ??? (412) f? — 針肋傳熱效率 以管子外表面積為計(jì)算依據(jù)的傳熱系數(shù)可表示為： f? mh 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ))(1(1)1(1ioiwfof AARRRK??? ????? (413) 式中： oA 為管外總面積， iA 為管內(nèi)總面積。K) ； k— 針肋導(dǎo)熱系數(shù)， 380W/(m K/W. 管壁熱阻的確定 根據(jù)熱阻的定義，通過(guò)管壁的導(dǎo)熱熱阻為 LddR iow ??2 )/ln(? (48) 針形管為銅管，其導(dǎo)熱系數(shù) ? 為 385W/(m管內(nèi)為經(jīng)處理的鍋爐給水，由于 mq =6t/h，余熱鍋爐內(nèi)有四排管道，直徑為 id =36mm，所以管內(nèi)水流速度： 管內(nèi)流體速度： ?mv qq ? 3/ /6000 mkg hkg? hm / 3? iV =2414 imdq??= ? = 得管內(nèi)流速 iV =。本文研究的針形管余熱鍋爐其管外為從燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)尾氣管內(nèi)排出煙氣，由于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃燒的是焦?fàn)t煤氣，相對(duì) 比較清潔，其污垢系數(shù) oR 取 ㎡ K). 污垢熱阻的確定 余熱鍋爐運(yùn)行一段時(shí)間后，換熱面上常會(huì)積起水垢和煙灰之類的 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 覆蓋物垢層，有時(shí)還由于換熱面與流體的相互作用發(fā)生腐蝕而引起覆蓋物垢層。 K)． mic? =(㎡ K) spttCk swgllpllm i c ???????????? )(0 0 1 2 ?????? ? ? ? ???????????????????? 5 4 1 1 8 9 1 73 1 8 3 0 1 2 ? ? ??? =(㎡ K)； l? — 水在飽和溫度下的密度， 3 ]17[ ； ? — 水在飽和溫度下的表面張力， 510? N/m； l? — 水在飽和溫度下的動(dòng)力粘度， 106Pa K)； id — 針形管內(nèi)徑 36mm； liml dxq ? )1(Re ?? —— 為按液相 流量計(jì)得的雷諾數(shù)； lPr — 水在飽和溫度下的普朗特?cái)?shù)，其值為 ； F— 氣流影響系數(shù)，與 Martinelli參數(shù) ttX 有關(guān)； )()()1(gllgtt x xX ?????? ； 計(jì)算得出 ttX 之后，可由文獻(xiàn) ]14[ 圖 ，即本文圖 43中出 F的值。陳氏在引入了氣流影響系數(shù) F 和飽和沸騰抑制系數(shù) s 兩項(xiàng)修正系數(shù)后，可用以 下兩式計(jì)算 ? 值。 K) 管內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流沸騰時(shí)，由于產(chǎn)生的蒸汽混入液流，出現(xiàn)多種不同形式的兩相流結(jié)構(gòu)，換熱機(jī)理亦很復(fù)雜。 K)； ? — 煙氣的黏度， 106Pa長(zhǎng)度預(yù)設(shè)計(jì)為 L=968mm，則單程管長(zhǎng)上針肋排數(shù) t=88。假定管內(nèi)流速為 ，則最少為 4根管道， 4根管道采用并排排列，管心距 0D =115mm，為了合理利用空間采用并排排 8列的方式排管。經(jīng)換熱管后的汽水混合物通過(guò)汽水分離裝置，飽和水可循環(huán)利用。 由于單臺(tái)針形余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量?jī)H ，如果換熱管內(nèi)飽和水流量取 ，水吸熱氣化后管內(nèi)的換熱系數(shù)將嚴(yán)重下降。目前已在各類燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組上應(yīng)用了幾百臺(tái)，均取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。采用針形管強(qiáng) 化傳熱元件擴(kuò)展受熱面，水管煙側(cè)的受熱面大大增加，同時(shí)煙氣流經(jīng)針形管表面時(shí)形成強(qiáng)烈的紊流，起到提高傳熱效率和減少煙灰積聚的作用。 kgkJ/ = 余熱鍋爐換熱系數(shù)的計(jì)算 目前 , 我國(guó)在余熱鍋爐、燃油、燃?xì)忮仩t和油加熱器的制造以及柴油、天然氣發(fā)電機(jī)、油田使用的注汽鍋爐余熱回收裝置中 , 采用針形管作為換熱、傳熱元件的趨勢(shì)正在興起，針形管作為一種新型的強(qiáng)化傳熱原件正在被廣泛采用。 計(jì)算所得 375℃的煙氣各成分的密度： 2co?= 3/mkg 水蒸氣? = 3/mkg 2N? = 3/mkg 2O?= 3/mkg 則根據(jù)各成分所占比例求出煙氣在 375℃下的密度、比熱分別如下： ? =3% 2co? ＋ 15% 水蒸氣? ＋ 64% 2N? ＋ 18% 2O? = 3/mkg pC =3% pC （ 2CO ）＋ 15% pC （ OH2 ）＋ 64% pC （ 2N ） 18%＋ pC （ 2O ） =(kg K) 標(biāo)況下，各成分的密度如下 ]15[ ： 2CO 的密度2co??= 3/mkg OH2 （汽）的密度 水蒸氣?? = 3/mkg 2N 的密度 2N?? = 3/mkg 2O 的密度 2O?? = 3/mkg 根據(jù)密度計(jì)算公式： PTPT ?????? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (41) 式中： P— 氣體的據(jù)對(duì)壓強(qiáng)， kpa。 K) 2O 的比熱 pC （ 2O ） =(kg 煙氣的成分如下： 表 41 煙氣成分測(cè)定結(jié)果 類別 CO CO2 O2 HC NO N2 H2O 比例 / (%) 27 7 4 由于個(gè)別成比例很少，因此按照 3%的 2CO 、 15%的 2O 、 64%的 2N 、 18%的 OH2 （汽）計(jì)算，常壓下 375℃時(shí)各成分的比熱 ]14[ ： 2N 的比熱 pC （ 2N ） =(kg 余熱鍋爐進(jìn)口煙溫 int =550℃，出口煙溫 outt =200℃ ????? 2 2021502 outinf ttt