众所周知,利用各种废气的显热和废弃物焚烧后余热为热源的锅炉称为余热锅炉,又称废热锅炉。就循环方式而言,余热锅炉有自然循环和控制循环两种;从受热面布置上,又有立式和卧式布置之分;从用途来说,余热锅炉有的是供生产用热水或蒸汽,还有的是利用产生蒸汽驱动汽轮机发电;从烟气温度来分,又分为高温余热利用和中、低温余热利用。因此,大力发展余热利用、节能减排,对提高我们生存环境的质量起到积极作用。
在余热锅炉设计中,合理的温度区段划分,是合理布置余热锅炉受热面、最大限度利用余热的基础,在给定余热锅炉入口烟温条件下,对排烟温度的要求有两种情况,一种是限制排烟温度,要求排烟温度在合理的范围内;另一种是不限制排烟温度,要求最大限度的利用余热。无论哪种情况,对于中、低温余热利用而言,窄点温差直接影响着余热锅炉的蒸发量以及受热面的布置。
窄点温差也称节点温差,是换热过程中蒸发器出口烟气和被加热的饱和水汽之间的最小温差(如图)。由图可已看出,随着窄点温差的变化,余热锅炉的相对换热总面积、相对蒸发量、相对排烟温度也随之发生变化。当窄点温差减小时,余热锅炉的排烟温度会下降,烟气余热回收量会增加,蒸汽产量也会随之增加,即对应着高的余热锅炉热效率,但平均传热温差会随之减小,必将增加余热锅炉的换热面积。
在实际的余热锅炉的热量设计中,由于排烟温度受传热、环境、用户等种种条件的限制,在锅炉蒸发量的计算过程中,有两种计算蒸发量方法,即按排烟温度计算蒸发量和按窄点计算蒸发量。按窄点计算蒸发量就是选用经济条件下的最小窄点温差,其得出的蒸发量是锅炉经济条件下的最大蒸发量,由此得出排烟温度是经济条件下的最低排烟温度,因此,利用窄点计算锅炉蒸发量和排烟温度是比较可靠的、比较准确的。
由此可见,从投资费用以及余热利用效率最佳的角度考虑,必然存在一个如何合理的选择余热锅炉窄点温差的问题,窄点温差是确定余热锅炉换热面积、蒸发量、排烟温度的重要依据。目前,窄点温差的一般范围为10~20℃,最低可达7℃。
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