焚烧炉焚烧固体废料，其处理量为230㎏/H，该废料的热值为5000kcal/kg。利用天然气进行焚烧，焚烧出的烟气温度约在1100℃左右，现要利用该部分的余热将该厂锅炉出来的热水升温，该热水的规格为2.5Mpa，150℃，流量为10T/H，计算热水能升高的度数？同时计算该方案的节能情况。 具体计算如下：利用烟气余热，在列管式热热器中（即废热锅炉）
将275℃的导热油升温到300℃，再利用导热油为热源将热水在板式热交换器中进行热交换，达到热水升温的目的。
一、 计算焚烧炉所需天然气耗量：
Q=230㎏/h×5000 kcal/kg=1.15×106 kcal/h
无需燃料的情况下,该焚烧炉的热灼解率为99%,通过增加天燃气消耗10%热量保持稳定的燃
烧状态,焚烧炉的有效热负荷：
Qe=10%×1.15×106 =1.15×105 (kcal/h)
焚烧炉的热效率按90%计算；所需天然气耗量按公式
B= Qe/(Qarnet×η)
式中Qarnet为低位发热值。
天然气燃料的低位发热值为8500kcal/Nm3
天然气耗量B= Qe/Qarnet×η=1.15兑换频率限制×105/（8500×0.9）=15 Nm3/h
二、 计算燃烧固体及天然气所需的空气量
1、 燃烧单位固体废料所需理论空气量，按下式进行
L0（固废）=（0.24/1000）Qd+0.5
式中Qd为固体废料的热值，其单位为kJ/kg
Qd=5000 kcal/kg=20900kJ/kg
单位理论空气消耗量：
L0（固废）=（0.24/1000）Qd+0.5=5.516 m3/kg
取燃烧固体废料的空气剩余系数α=1.5
单位实际空气消耗量：
L（固废）= αL0（固废）=1.5×5.516=8.3 m3/kg
2、 燃烧单位Nm3天然气所需理论空气消耗量,按下列公式进行:
L0（天然气）=（0.264/1000）Qd+0.02
式中天然气的Qd值为8500kcal/Nm3=35530 kJ/Nm3
L0（天然气）=（0.264/1000）Qd+0.02=9.4 m3/Nm3
取燃烧天然气所需的空气过剩余系数α=1.1
燃烧单位Nm3天然气所需实际空气消耗量
L（天然气）=1.1×9.4=10.34 m3/Nm3
该焚烧炉焚烧时所需的空气量为
L=230×8.3＋15×10.34=2064.1 m3/h
三、 计算燃烧生成的烟气量
1、燃烧单位固体废物所生成的烟气量按下列公式进行计算：
V0（固废）=（0.21/1000）Qd+1.65＋（α-1）L0
=（0.21/1000）×20900＋1.65＋0.5×5.516
=8.8 m3/kg
2、燃烧单位天然气所生成的烟气量按下列公式进行计算：
V0（天然气）=（0.018/1000）Qd+αL0
=（0.21/1000）×35530＋1.1×9.4＋0.38
=11.36 m3/Nm3
该焚烧炉所生成的烟气量
V=8.8×230＋11.36×15=2194.4 m3/h
四、 计算烟气量的组成
固体废料主要成份为碳,其余燃烧完全所生成的气体主要是CO2 。
单位固体废物所生成的烟气的组成
VN2=8.3×0.79=6.56 m3/kg
背心袋生产设备
VCO2=8.8－6.56=2.24 m3/kg
天然气的主要成份为CH4,其余燃烧产物为CO2和H2O,
CH4＋2O2 CO2 ＋2H2O
燃烧单位Nm3天然气所得到的烟气构成
VN2=10.34×0.79=8.17 m3/Nm3
VCO2=防震阻尼器（1/2）×10.34×0.21=1.01 m3/Nm3
VH2O =2.18 m3/Nm3
焚烧炉燃烧时所生成的烟气量的构成
VN2=6.56×230＋8.17×15=1631.4 m3/h
VCO2=2.24×230＋1.01×15=530.4 m金融查询3/h
VH2O =2.18×15=32.7 m3/h
五、 计算生成烟气的温度
燃烧固体废物及天然气所释放的热量：
Q=230×5000＋8500×15=1.28×106 (kcal/h)
=5.35×106 (kJ/h)
考虑在燃烧过程中热损失为30%
则用于烟道气升温的热量Q有效=70%Q=70%×5.35×106
=3.745×106 kJ/h
从资料查询鼓风机鼓入的空气温度取25℃,s8003其焓值取35 kJ/ m3
输入空气的焓I1=2064.1×35=7.22×104 kJ/h
假定燃烧后烟气的温度为1100℃
查相关资料在1100℃时, CO2的焓值2465.4 kJ/ m3
N2的焓值1549.8 kJ/ m3
H2O的焓值1932 kJ/ m3
在该温度下烟气的总焓
I1100℃=ICO2×VCO2＋IN2×V N2＋IH2O×VH2O
=2465.4×530.4＋1549.8×1631.4＋1932×32.7
=3.89×106 kJ/h
生成烟气所吸收的热量Q吸= I1100℃－I1
=3.8×106 kJ/h≈Q有效
故假定燃烧后烟气的温度为1100℃成立
六、 计算利用废热锅炉升温导热油的量
导热油由275℃升温至300℃，在此温度区域查相关资料其平均比热容为2.717kJ/（kg. ℃）焚烧炉生成的烟气温度在1100℃;在进入废热锅炉时,考虑到热损失其温度定在1000℃,考虑到设备投资因素,出废热锅炉烟气设定为400℃.
查相关资料
在1000℃时, CO2的焓值2209.2 kJ/ m3
N2的焓值1398.6 kJ/ m3
H2O的焓值1730.4kJ/ m3
在400℃时, CO2的焓值774.5 kJ/ m3
N2的焓值528.4 kJ/ m3
H2O的焓值628.3kJ/ m3
I1000℃=ICO2×VCO2＋IN2×V N2＋IH2O×V H2O
=3.51×106 kJ/h
I400℃= ICO2×VCO2＋IN2×V N2＋IH2O×V H2O
=1.3×106 kJ/h
烟气在1000℃ 500℃的过程中,释放的热量
Q放= I1000℃－I400
=2.21×106 kJ/h
其中有95%的热量用于导热油升温
导热油的量
W= Q吸/Cp·∆t=（0.95·Q放）/ Cp·∆t
=（0.95×2.21×106）/（2.717×25）
=3.09×104 kg/h
七、 利用导热油为加热介质，计算热水下升温
查相关资料2.5MPa,150℃的水,其比热容1.11 kcal/（kg. ℃）为转换为4.64kJ/（kg. ℃）利用板式换热器进行热水的加热, 假定板式换热器的热效率为95%，根据能量守恒定律.其计算热水的升温
∆t=（W油·Cp油·∆t油×95%）/（W水·Cp水）
=（3.09×104×2.717×25×0.95）/（10×103×4.64）
=43
导热油温差300℃～275℃
热水的初始温度为150℃利用上述方案能将水温提升至193℃
八、 利用天然气热水锅炉直接加热热水，计算上述温差下天然气耗量
热水要实现上述温差所吸收的热量
旋流板塔
Q吸= W·Cp·∆t=10，000×1.11×43=4.773×105 kcal/h
热水锅炉的热效率取85%，则所需消耗天然气的量
V= Q吸/(0.85·Qarnet)
=4.773×105/(0.85·8500)
=66Nm3/h
通过上述计算，利用烟气余热每小时可节省天然气51 Nm3。
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