余热锅炉|GGH换热器|废热锅炉|烟气余热回收器|高温换热器|ORC低温余热发电|全焊接板式换热器|气气换热器|脱硫脱硝
设计目的
本设计利用某公司一台500Kwa沼气发电机组,利用高温水和高温烟气余热用于自20℃加热产生90℃热水用于生产。该电站一台500Kwa燃气发电机组,发电功率约为450Kw/h,根据济南柴油机股份有限公司的测试结果表明,所燃气体只有36%的热量用来发电,约有38%的热量通过高温烟气排空。为充分利用余热,设计一套余热利用系统,充分利用高温烟气热量,使所燃气体总热量70%得到应用。
系统组成及原理
系统主要由烟气——水热交换器、给水泵或热水循环泵、阀门仪表、保温输水管线组成。
由以上部分组成一个循环系统,该系统由给水泵或热水循环泵作为动力源,采用烟气——水热交换器,加热水介质,产生热水,供生产生活应用。
系统的设计压力为1.0Mpa,水介质工作温度在100℃,循环水流量为9100千克/小时,热交换量为64万大卡/小时,
热工计算
(一)高温水的余热利用
缸套水参数:
按进水温度70℃;
出水温度85℃;
流量20立方米/小时;
如果将20℃,流量为9100千克加热。则提高温度为:
Kg×(85℃-70℃)÷9100Kg=33℃
也就是说自20℃提高到53℃
(2)高温烟气的余热利用
沼气在空气中完全燃烧公式:
沼气在空气中不完全燃烧公式:
目前济南柴油机股份有限公司生产的500kW沼气发电机组正常运转时,发电功率为450kW、排烟温度为530℃左右,当热交换器出水温度为100℃左右时,它排出的烟气温度为130℃,沼气完全燃烧时沼气和空气的体积比为1:9,为使燃料充分燃烧,一般燃气与空气的混合比例为1:11,(按1m3发2.0度电计算)
500kW机组的耗气总量为:450/2.0×(1+11)=2700m3/h。
平均重量按1.25kg/m3计算,总重:2700×1.25=3375kg
排烟的比热容按烟道气体计算
(烟道气体的成分 CO 13% H2O 11% N276%,在100℃~600℃的平均定压比热容为0.26kcal/kg·℃)
数据列表
定压比热容(kcal/kg.℃)
|
烟道气体
|
空气
|
100℃
|
0.255
|
0.241
|
200℃
|
0.262
|
0.245
|
300℃
|
0.268
|
0.250
|
400℃
|
0.275
|
0.255
|
500℃
|
0.283
|
0.261
|
600℃
|
0.290
|
0.266
|
一台发电机组可利用排烟余热产生热量为:
(530-130)×0.26×3375×0.98=kcal/h
按进水温度53℃计算,水量为9100千克,则水温提高温度为:
kcal/h÷9100Kg=37.8℃
也就是说自53℃提高到90℃
注:沼气实际在缸内燃烧不完全,产生一定量的一氧化碳,并在排气管中继续燃烧;实际烟气排出的热能比计算值要多。
简单烘干计算:
1.发电机烟气热能每小时可蒸发的水量计算:
烟气条件:流量=2100m3/h 温度=600度
热能(kcal/h)=0.25*流量*温度=0.25*2100*600=
经验估算法:每蒸发1L水最少需要1000kcal
则/1000=315L=315kg 即发电机烟气热能每小时可蒸发掉315kg水。
2.经过发电机烟气干燥后的原料肥含水率计算
按24小时工作工作制,我们每小时需要干燥处理2000kg/h, 含水量75%的原料肥。
含水量=2000*75%=1500kg
经过干燥处理后的百分比含水量=(1500-315)/(2000-315)=0.70=70%
即经烟气烘干的肥料含水率为70%,
最终结论是生活垃圾处理厂用发电机尾气余热烘干所制出的肥料,只能脱掉5%左右的水份。