煙氣余熱利用畢業設計-資料下載頁

【導讀】炭為主的獨立焦化廠和土焦企業。比較單一，用于發電或深加工的比例較小，存在"高質低用"的現象。附屬焦化廠富余的焦爐煤氣可看作是潛在的可被利用資源。

　　

【正文】 ???????????????????? ???= 解得 x =1/12． lRe = 105． ttX =，所以 F=1．將各數據代入式（ 46）、 (47)得： Fdk llilm ac ?? = ? ? ???=(㎡ K) spttCk swgllpllm i c ???????????? )(0 0 1 2 ?????? 湘潭大學本科畢業設計說明書 ? ? ? ???????????????????? 5 4 1 1 8 9 1 73 1 8 3 0 1 2 ? ? ??? =(㎡ K) 以上計算所得： mac? =(㎡ K)． mic? =(㎡ K)．所以管內對流換熱系數? =(㎡ K). 總換熱系數的計算 污垢熱阻的確定 余熱鍋爐運行一段時間后，換熱面上常會積起水垢和煙灰之類的覆蓋物垢層，有時還由于換熱面與流體的相互作用發生腐蝕而引起覆蓋物垢層。所有這些覆蓋物垢層都表現為附加的熱阻，使傳熱系數減小，換熱器性能下降。本文研究的針形管余熱鍋爐其管外為從燃氣內燃機尾氣管內排出煙氣，由于燃氣內燃機燃燒的是焦爐煤氣，相對比較清潔，其污垢系數 oR 取 ㎡ K/W。管內為經處理的鍋爐給水，由于 mq =6t/h，余熱鍋爐內有四排管道，直徑為 id =36mm，所以管內水流速度： 管內流體速度： ?mv qq ? 3/ /6000 mkg hkg? hm / 3? iV =2414 imdq??= ? = 得管內流速 iV =。查文獻 ]14[ 可知管內污垢熱阻 iR = ?? ㎡ K/W. 管壁熱阻的確定 根據熱阻的定義，通過管壁的導熱熱阻為 LddR iow ??2 )/ln(? (48) 針形管為銅管，其導熱系數 ? 為 385W/(m K)， L使用單米長進行計算，計算得： wR = ?? ㎡ K/W. 總對流換熱系數 針肋傳熱效率的選取 ctf lkdmh?4? (49) 式中： f? — 煙側對流換熱系數， (㎡ K)； 湘潭大學本科畢業設計說明書 k—針肋導熱系數， 380W/(m K)； cl —針肋長度， cl =l + 0d /2=54mm； 經計算 mh=，圖 44給出了，可知 f? =。 圖 44 針翅效率曲線 管外側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— 換熱器內針形管組根 數； 0d — 針形管外徑 45mm； L— 使用單米長進行計算， 1m； Ln — 針形管軸向單米長針肋排數， ； tn — 針形管周向針肋數 12根； td — 針肋直徑 6mm； l — 針肋的長度， ； 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算依據的傳熱系數可表示為： f? mh 湘潭大學本科畢業設計說明書 ))(1(1)1(1ioiwfof AARRRK??? ????? (413) 式中： oA 為管外總面積， iA 為管內總面積。 fbo FFA ?? LdNA ii ?? LdN ldndnNnLdNAA i tLttLoio ??? 124/2 ??? Ld ldndnnLd i tLttLo 124/2 ??? ? ))(1(1)1(1ioiwfof AARRRK??? ????? 1145 ??????? ???????????? ?? ??? 經計算 ?ioAA ．所以總傳熱系數 K =(㎡ K). 傳熱面 : mtKSQ ?? （ 414） 由于管內溫度維持水的蒸發溫度 150℃，管外煙氣進口溫度 550?int ℃，煙氣出口溫度 200?outt ℃． maxt? =550℃ 150℃ =400℃， mint? =200℃ 150℃ =50℃．對數平均溫差： 50400ln50400lnm i nm a xm i nm a x ???????????tttttm℃ （ 415） mtKQS ?? = 3?? = 2m 根據前面設計單程針形管表面積： ldtnLds tto ?? ?? 湘潭大學本科畢業設計說明書 = ＋ 12 88 = 2m 計算所得總管程數為： sSn 8? = ? 9 阻力計算 煙氣側阻力損失 余熱鍋爐中煙氣側的流動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。管內流動阻力損失包括沿程阻力損失和局部阻力損失。 對于針狀換熱器，一般由經驗公式計算其阻力損失，煙氣側阻力損失按下式計算： 273)( 2 ff tVmNagh ??? (416) 式中： fh? —— 煙氣側阻力損失（ Pa） ； a —— 阻力系數，可取 ； V—— 標準狀態下煙氣的流速（ Nm/s）； Z—— 煙氣流動方向上管子排數； m—— 煙氣流動方向上管子組數（即水的行程數）； ft —— 煙氣的平均溫度； 式中 N=8， m=9；經計算可知 fh? =.。 余熱鍋爐外形設計與外部附件選型 該余熱鍋爐的附件設計包括余熱鍋爐進氣口出氣口的設計、接管集箱的設計、法蘭的選型。 由于本文介紹的余熱鍋爐采用 的針形管，所以本文所設計的鍋爐形狀為方形；煙氣進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附錄二余熱鍋爐中表示。 首先設集箱內水的流速 ? =。 ??水 mqA?= 2m ?? ?Ar 34mm 在選擇法蘭時 ,采用板式平焊鋼制法蘭（ HGZ05931997） ，公稱通徑 DN為 65mm，外徑為 76mm。所以改設集箱的直徑為 65mm，所計算得出的集箱內的流速為 。以上附件的具體尺寸在附錄二余熱鍋爐中給出。 湘潭大學本科畢業設計說明書 第五章 節能及技術經濟評價 本項目是為了減輕焦爐煤氣對周邊環境的影響而建的，本身就是一個環保項目，項目建設不但能徹底解決焦爐煤氣直接對空排放對周邊環境造成的污染，而且能夠獲得較好的經濟效益。 投資估算 本工程估算包括燃氣內燃發電機組、冷卻水系統、供油系統、電氣系統等附屬系統。本項目估算沒有考慮燃氣機組排氣余熱利用的投資，所有投資全部一 期一次性完成。 全部工程投資概算表如表 51 所示： 表 51 總投資估算表 序號 工程或費用名稱 建筑工程 (萬元 ) 設備購置 (萬元 ) 安裝工程 (萬元 ) 其它費用(萬元 ) 合計 (萬元 ) 一 燃氣機組（含發電機及控制屏） 35 2768 54 2857 二 焦爐煤氣處理及供應系統 5 34 50 89 三 煤氣柜 26 457 137 620 四 電氣系統 10 320 30 360 五 冷卻水系統 16 70 10 96 六 輔助生產設施 23 200 30 253 七 附 屬生產工程 5 20 8 33 小計 120 3869 319 4308 八 其它費用 180 180 九 基本預備費 490 490 工程靜態投資合計 120 3869 319 670 4978 十 各項占百分比 % 100 注：設備運雜費按設備 7%計入設備購置費中；輔助生產設施除考慮溴化鋰致冷 100萬元外，還包括煤氣前處理以及機組起吊裝置等；附屬生產設施包括機組潤滑油系統。 表中其他費用概算情況如下： 建設場地清理費 30 萬， 項目建 設管理費、工程質量監督檢測費 50 萬，設備服務費、備品備件費 20 萬，項目建設技術服務費 40 萬，勘察設計費、竣工圖文件編制費 30 萬， 湘潭大學本科畢業設計說明書 生產職工培訓、生產準備費等等 10萬左右，一共 180 萬元左右。 技術經濟評估 技術經濟評價 年銷售收入 工程建成后，工程合計年銷售電量 6000萬 kWh,按照國家稅收政策，企業利用廢水、廢氣、廢渣等廢棄物為主要原料進行生產的，可在 5年內減征或者免征所得稅。本項目完全是利用本公司焦爐生產過程中剩余荒煤氣，按照稅收優惠政策，自生產經營之日起，免征所得稅 5年， 5年后 所得稅稅率按 25%計提。工程投產后電價 /kWh計，所以前5年內年每銷售收入為 /kWh 6000萬 kWh=3000萬。 成本估算 由于該工程使用的焦爐煤氣為以前直接對外排放的，所以在該發電工程的計算成本可以近似焦爐煤氣的成本為 0，所計成本包括以下方面： 1) 項目本身消耗電量，廠用電率按 5%計，一年用電 375 萬千瓦，合計電費約為 萬元； 2) 電 機組折舊， 工程運行按 15 年全部折舊完，折舊率 %，根據成本計算每年的折舊費用為 萬元 3) 項目年提修理費及日常維護材料費用按折舊費用的 50%計 ，則每年的費用大概為 167 萬元。 4) 機油消耗按 ，機油價格按 元 /kg，故機油消耗 元 /kWh．每年消耗機油的成本費用為 75 萬元。 5) 工程每人每年工資及福利按 萬元計，工程投產后為保證機組 24 小時運行，所需要的工作人員大概預計為 50 人，年支出至少為 150 萬元。 6) 其它費用包括管理費在內按 元 /kWh 計，費用為 75 萬元每年。 工程每年正常運行合計消耗成本為 988 萬元 利潤總額 煤氣發電年銷售收入 3000 萬元，年成本消耗為 988 萬，利潤為 2021 萬元，由于本項目完全是利用本公司焦 爐生產過程中剩余荒煤氣，按照稅收優惠政策，自生產經營之日起，免征所得稅 5 年， 5 年后所得稅稅率按 25%計提，但是需要扣除增值稅（按國家政策，增值稅減半征收， %），所以前 5 年每年的利潤即為 1757 萬元。 投資回收期 靜態投資回收期是指以項目的凈收益抵償全部投資（固定資產投資、投資方向調節稅和流動資金）所需要的時間。它是考察項目在財務上的投資回收能力的主要靜態評價指標。 湘潭大學本科畢業設計說明書 該項目投資總額 4978 萬元，利潤總額為 1757 萬元，所以靜態投資回收期至少為 年。 評價結論 本工程投產后在其計算 5 年 的生產經營期內，計算利潤總額 3807 萬元；在其后的10 年內總收入為 30000 萬元，總的成本為 9880 萬元，上繳增值稅金及附加 1500 萬元；上繳所得稅 4392 萬元；計算所得 15 年投資總收入為 18035 萬元。從上述財務評價看