高溫?zé)煔庥酂崂脽崴到y(tǒng)設(shè)計(jì)方案

二臺(tái)600Kw煤層氣發(fā)電機(jī)組高溫?zé)煔庥酂崂脽崴到y(tǒng)銷釘管換熱技術(shù)原理設(shè)備特點(diǎn)設(shè)計(jì)目的系統(tǒng)原理及組成熱工計(jì)算施工說(shuō)明經(jīng)濟(jì)效益分析青島xx公司2012年3月銷釘管技術(shù)的應(yīng)用原理強(qiáng)化換熱表面的對(duì)流傳熱是提高換熱設(shè)備傳熱系數(shù)最有效的方法。一般強(qiáng)化換熱表面的措施雖然使傳熱系數(shù)有一定提高，但幅度不大，并且經(jīng)過(guò)強(qiáng)化的傳熱管外表面容易腐蝕結(jié)灰，因而使用壽命較短，傳熱效果也因結(jié)灰、結(jié)垢而大幅度降低。而銷釘管技術(shù)徹底改變了這些致命弱點(diǎn)。經(jīng)過(guò)特殊焊接工藝制作的銷釘管，其單位長(zhǎng)度的傳熱面積是相同規(guī)格的普通光管的七倍左右。這樣，即使在傳熱系數(shù)相同的條件下，銷釘管的吸熱量也是普通光管的七倍左右。另外在熱源介質(zhì)橫向沖刷鋼針的同時(shí)，在鋼針的圓柱北面形成對(duì)稱的穩(wěn)態(tài)旋流和回流區(qū)，熱邊界不斷的被破壞和再重新形成，從而使整個(gè)換熱面邊界層減薄，這樣就減小了熱阻而大大提高了換熱系數(shù)，而且強(qiáng)烈的回流和旋流使銷釘管表面具有較強(qiáng)的防灰防垢和較高的自除灰能力。銷釘管余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①結(jié)構(gòu)緊湊單位長(zhǎng)度的銷釘管換熱面積是普通光管的七倍左右，同時(shí)銷釘管之間用小半徑推制彎頭連接。因而相同換熱面積的銷釘管余熱回收裝置普通光管的設(shè)備相比，其體積和占地面積成數(shù)倍的減小，并且其重量也有不同幅度的降低。因而，在設(shè)備布置安裝和吊裝等方面為用戶提供了很大的空間。②維修方便銷釘管是采用整根無(wú)縫鋼管制造完成的，各銷釘管之間用彎頭連接，使其具有很高的耐壓性能，一般情況很少出現(xiàn)質(zhì)量方面的問(wèn)題。如果偶然發(fā)現(xiàn)某一根銷釘管出現(xiàn)泄漏，也可以方便的進(jìn)行更換。③受壓元件熱應(yīng)力小每一件受壓元件在整體組裝時(shí)，無(wú)任何強(qiáng)制組裝現(xiàn)象，因而不會(huì)產(chǎn)生組裝應(yīng)力。同時(shí)每一銷釘管組，只有一端焊接在鋼結(jié)構(gòu)上，而另一端呈自由狀態(tài)。這樣設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，無(wú)熱應(yīng)力產(chǎn)生。④標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和靈活的尺寸變化迄今為止，我們已開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了多系列的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。廣泛應(yīng)用于大中小型柴油機(jī)和天然氣發(fā)電機(jī)組，以及鍋爐的高溫?zé)煔獾挠酂峄厥绽茫硗?，我們可在短時(shí)間內(nèi)按照用戶要求，根據(jù)用戶提供的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)各種余熱回收裝置進(jìn)行靈活設(shè)計(jì)。⑤可高效連續(xù)的運(yùn)行根據(jù)其傳熱機(jī)理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們不難得知，銷釘管技術(shù)具有較強(qiáng)的防垢、防灰和自除垢、除灰能力。因而其設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間的保持高效運(yùn)行，這是普通光管換熱設(shè)備所不能比擬的。三、設(shè)計(jì)目的本設(shè)計(jì)利用某煤礦二臺(tái)600Kwa瓦斯發(fā)電機(jī)組的余熱，每小時(shí)將70℃、20040千克的熱水加熱成95℃熱水供冬季取暖應(yīng)用，供暖面積約為8300平方米。該電站二臺(tái)600Kwa發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)發(fā)電功率約為450Kw/h，根據(jù)勝利油田動(dòng)力機(jī)械廠的測(cè)試結(jié)果表明，所燃?xì)怏w只有36%的熱量用來(lái)發(fā)電，約有38%的熱量通過(guò)高溫?zé)煔馀趴?。為充分利用余熱，設(shè)計(jì)一套余熱利用系統(tǒng)，充分利用高溫?zé)煔鉄崃?，使所燃?xì)怏w總熱量65%得到應(yīng)用。四、系統(tǒng)組成及原理系統(tǒng)主要由煙氣——水熱交換器、給水泵或熱水循環(huán)泵、閥門儀表、保溫輸水管線組成。由以上部分組成一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由給水泵或熱水循環(huán)泵作為動(dòng)力源，采用煙氣——水熱交換器，加熱水介質(zhì)，產(chǎn)生熱水，供生產(chǎn)生活應(yīng)用。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力為1.0Mpa，水介質(zhì)工作溫度在95℃，循環(huán)水流量為20040千克/小時(shí)，熱交換量約為50萬(wàn)大卡/小時(shí)，五、設(shè)計(jì)中的有關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算瓦斯在空氣中完全燃燒公式：瓦斯在空氣中不完全燃燒公式：目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)的600kW瓦斯發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電功率為450KW、排煙溫度為530℃左右，當(dāng)煙氣—水熱交換器出水溫度為95℃左右時(shí)，它排出的煙氣溫度為120℃，瓦斯完全燃燒時(shí)瓦斯和空氣的體積比為1：10，為使燃料充分燃燒，一般燃?xì)馀c空氣的混合比例為1:12，（按1m3純瓦斯發(fā)3度電計(jì)算）600kW機(jī)組的耗氣總量為：450/3×（1+12）＝1950m3/h；平均重量按1.25kg/m3計(jì)算，煙氣總重量為：1950×1.25＝2400kg/h;換熱器熱效率按95%計(jì)算;排煙的比熱容按煙道氣體計(jì)算（煙道氣體的成分CO13%H2O11%N276%，在100℃～600℃的平均定壓比熱容為0.268kcal/kg·℃）數(shù)據(jù)列表定壓比熱容（kkcal//kg.℃）煙道氣體空氣100℃0.2550.241200℃0.2620.245300℃0.2680.250400℃0.2750.255500℃0.2830.261600℃0.2900.266如果將水自70℃加熱到95℃用來(lái)冬季供暖，則二臺(tái)發(fā)電機(jī)組可利用排煙余熱為：（530-120）m3/h×0.268kcal/kg·℃×2400kg/h×95%×2＝501000kcal/h按進(jìn)水溫度70℃計(jì)算，加熱成95℃熱水計(jì)算，每小時(shí)可產(chǎn)生熱水量為501000kcal/h÷（95-70）℃=20040kg/h;按每平米冬季取暖需要熱量70w計(jì)算，根據(jù)熱量換算1Kw合860Kcal/h，則供暖面積為：回收熱量合千瓦數(shù)為：501000kcal/h÷860Kcal/h=583Kw;供暖面積為：583Kw×1000w/Kw÷70w/m2=8300m2;注：瓦斯實(shí)際在缸內(nèi)燃燒不完全，產(chǎn)生一定量的一氧化碳，并在排氣管中繼續(xù)燃燒；實(shí)際煙氣排出的熱能比計(jì)算值要多。六、施工說(shuō)明1、系統(tǒng)中的管線采用以下具體規(guī)格DN80（循環(huán)水管線）。2、煙氣—水熱交換器：安裝在現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的上部外端，盡量靠近發(fā)動(dòng)機(jī)排氣口，將消聲器改裝在旁通支路上。3、排氣口到換熱器、消聲器管線采取保溫措施，保溫材料選用厚100mm硅酸鋁，用鋼絲捆扎，外包鍍鋅鐵皮，用鉚釘固緊。4、給水和蒸汽輸送管線采用架空鋪設(shè)和埋地鋪設(shè)相結(jié)合，首先在管線表面涂刷防銹漆兩道，然后采用60mm巖棉管包扎保溫，用鋼絲捆扎，外包油氈玻璃絲布防雨層，最外層刷綠色面漆，并用紅箭頭標(biāo)示水流方向。5、系統(tǒng)安裝完畢后，進(jìn)行管線沖洗和水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力1.5MPa，沖洗試壓后方可開(kāi)泵試運(yùn)行。七、經(jīng)濟(jì)效益綜合分析1、投資預(yù)算600千瓦機(jī)組高溫?zé)煔庥酂峄厥?設(shè)備價(jià)格:4.3萬(wàn)元/臺(tái),2臺(tái)小計(jì):8.6萬(wàn)元;ZG-35型銷釘管式煙氣—水銷釘管熱交換器設(shè)計(jì)壓力:1.0MPa;工作壓力:<0.9MPa;（泵壓）換熱面積:60m2;換熱量:350Kw;供貨范圍:設(shè)備主體;設(shè)備保溫;設(shè)備用閥門儀表:安全閥、壓力表、放空閥、雙金屬溫度計(jì);煙氣進(jìn)出口配對(duì)法蘭DN250；(2)煙氣旁通系統(tǒng):耐高溫?zé)煔馊ㄩyDN250:0.25萬(wàn)元/臺(tái),兩臺(tái)小計(jì)0.5萬(wàn)元;(3)熱水循環(huán)泵：IRG50-200(I)A,流量25m3,揚(yáng)程50m,電機(jī)功率7.5Kw，耐溫100℃；(上海華通集團(tuán))設(shè)備價(jià)格:3800元/臺(tái)，一用一備,兩臺(tái)0.76萬(wàn)元；以上設(shè)備總計(jì)：9.86萬(wàn)元，其中第3項(xiàng)甲方可以自行購(gòu)買。2、按每噸蒸汽的價(jià)值為12