余热回收方案
××换热设备有限公司
2013年9月
1. 概述
1.1. 工程承揽方简介
××换热设备有限公司是由原××市机械电器研究所改制组建而成。经过多年奋斗，已发展成为一家专门从事各类换热设备设计、生产的高新技术企业。公司下设空气冷却器、余热回收装置以及锅炉压力容器类产品制造三个事业部。公司拥有一支经验丰富的从事换热节能和机电设备设计的专家队伍，其中高级职称人员8名，中级职称人员16名，同时长期聘请北京、天津地区大学教授及科研单位专家12名作为技术顾问，同时招收了一批近年毕业的大学毕业生并长期聘用，形成了一支新老结合，校企结合，具备雄厚技术实力的研发队伍。经过多年努力，公司取得了大量的科研成果，获得了多项省部级科技进步奖和节能奖，有多篇学术论文发表在国内期刊和全国热管会议上，在全国同行业居领先地位。公司更具备国内一流的生产设备和过硬的生产人员队伍。 2. 工程主体工艺 2.1. 原始参数
热负荷 1、供暖负荷
2.2. 主要执行标准与规范
《蒸汽锅炉安全技术监察规程》 《压力容器安全技术监察规程》
JB/T1620-1993《锅炉钢结构技术条件》
JB/T1613-1993《锅炉受压元件焊接技术条件》 JB/T3375-2002《锅炉原材料入厂检验》 JB/T1615-1993《锅炉油漆包装技术条件》 JB/T4420 《锅炉焊接工艺评定》
JB1152 《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》 JB/T4308-1999《锅炉产品钢印及标记移植规定》 JB/T1611 《锅炉管子制造技术条件》 《碳钢-水重力热管技术条件》 ZBG93010《高频电阻焊螺旋翅片管》 2.3. 主要编制原则
本方案按照技术先进、工艺可靠、经济合理的原则确定技术方案，结合本工程的具体情况，编制报告重点遵循下述原则：
（1）遵守国家提倡节约能源的有关标准、规范和政策，如《节约能源法》，《节能减排综合性工作方案》等。
（2）采用高效、运行稳定、管理成熟的换热工艺和技术。
（3）根据行业的具体情况，综合运用导热、对流、辐射等传热原理，采用适宜的强化传热手段，通过优化设计达到最佳的传热效果
（4）在符合上述条件情况下采取投资最少、运行费用最低的方案。 （5）系统管理和维护方便，工程设计优雅美观, 与周围环境和谐统一。 2.4. 设计要求
换热设备换热量满足取暖热负荷。 3. 技术简介
3.1热管及热管换热设备原理及特点介绍
3.1.1热管
热管起源于二十世纪六十年代的美国，1967年一根不锈钢－水热管首次被送入地球卫星轨道并运行成功。热管理论一经提出就得到了各国科学家的高度重视，并展开
了大量的研究工作，使得热管技术得以很快发展。热管技术开始主要用于航天航空领域，我国自二十世纪70年代开始对热管进行研究，自80年代以来相继开发了热管气－气换热设备、热管余热锅炉、高温热管蒸汽发生器、高温热管热风炉等各类热管产品。由于碳钢－水两相重力式热管结构简单、价格低廉、制造方便、碳钢－水相容性
出热量凝结成液体，在重力的作用下流回蒸发段。如此循环不已，热量就由一端传到了另一端。
热管具有以下优点：
1) 超强的导热性：导热速度快、强度大、效率高，导热速度可达到音速。 2) 良好的等温性：良好的等温性使热管在很小的温差下，传递很大的热通量，传热阻
力小。
3) 热流密度可变性：热管可以独立改变蒸发段或冷却段的加热面积，即以较小的加热
面积输入热量，而以较大的冷却面积输出热量，或者热管可以较大的传热面积输入热量，而以较小的冷却面积输出热量。
4) 安全可靠性：不存在管内超压，不怕干烧。液体工质汽化后，热管的内压不随温度
的变化而变化。
5) 环境的适应性：不受环境的限制，热管可根据环境的需要而单独设计。
6) 应用领域广：超导热管形状具有更大的灵活性，更广泛的应用领域，能适应各种恶
劣的工作环境。
3.2.2热管换热设备原理及特点
热管换热设备的主要传热元件是热管，多根热管按照一定的间距及排列成束组装在管箱内，中间被隔板分隔为加热端和放热端。热管换热设备的工作原理如下图所示：高温烟气横向冲刷热管加热端，高温烟气通过热管后温度下降，热管吸收烟气余热并将热量传导到热管的放热端。冷水在循环泵的动力下横向冲刷热管放热端，热管释放由加热端传导过来的热量将水加热，冷水通过热管后被加热成热水。
热管余热回收系统的优点：
1) 安全可靠性高：常规的换热设备一般都是间壁换热，冷热流体分别在器壁的两侧流
过，如管壁或器壁有泄露，则将造成停产损失。热管余热回收器则是二次间壁换热，即热流要通过热管的蒸发段管壁和冷凝段管壁才能传到冷流体。 2) 热管余热回收器传热效率高，节能效果显著。
3) 热管余热回收器具有良好的防腐蚀能力：热管管壁的温度可以调节，可以通过适当
的热流变换把热管管壁温度调整在低温流体的露点之上，从而可防止露点腐蚀，保证设备的长期运行。由于避开烟气露点，使灰尘不易粘结于肋片和管壁上。同时热管在导热时会产生自振动，使灰不易粘附在管壁和翅片上，因而不会堵灰。 4) 安装及结构布置灵活:热管余热回收器的安装无需改变原工艺系统, 结构设计和位
置布置非常灵活, 可适应各种复杂的场合。
5) 使用寿命长：使用寿命在10年以上，单根热管可拆卸更换，维护简单成本低。 6) 投资回收期短：一般在六个月至一年就可回收全部投资。
4. 技术方案 4.1. 热负荷计算 4.1.1. 水暖热负荷计算 1）采暖系统
办公室采暖：
采暖面积1100㎡，按照80w/㎡计算 则直接采暖热负荷为88kw 。 2） 热力管网热损失
热力管网输送距离300m ，保温管道的热损失为35w/m，管道整体热损失为10.5kw ，总计热负荷98.5kw ，考虑15%的余量换热设备的换热量≥113.275kw 。
换热设备进水温度70℃，出口温度80℃计算，每小时需用热水量为12t/h。
4.2. 烟气热量计算
4.2.1 基本烟气参数 烟气量：23926Nm 3/h。 烟气温度：150℃； 4.2.2烟气热负荷计算
Q 1=M 1C p (T 1-T 2)
=23926×0.315×（150-130） =150733大卡 =175kw
5. 主要设备技术参数 5.1 换热设备技术参数
1、换热设备的材质要求和制作工艺
钢管选25mm ×2.5mm 的无缝钢管，材质为20#（国标GB3087-2008）。 翅片与钢带的焊接要求高频焊接，焊着率≥95%。
2、技术指标
热管气-水换热设备（1台）
6. 经济效率分析
煤的发热量5000大卡/时，燃煤价格：800元/吨 1）供暖节煤
供暖5个月，系统每天工作24小时，每小时节煤量：175÷1.163X1000÷5000/0.8=37.62KG，则全天节煤量为：37.62X24÷1000=0.903吨. 供暖期按150天计算，节煤量为：0.903X150=135.45吨。节约资金为10.836万元。 2）人员工资 7．设备报价表