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3 余热锅炉本体设计计算 13
3.1 热力计算13
3.2 烟气焓的计算.13
3.3 对流换热面计算14
3.4 设计炉体结构特性及热力学计算表.15
3.4.1 整体热平衡计算.15
3.4.2 过热器计算16
3.4.3 蒸发受热面计算.19
3.4.4 省煤器计算21
3.4.5 热力计算汇总..24
3.5 锅筒及其内部结构..27
3.5.1 锅筒用材料27
3.5.2 锅筒容积计算..27
3.5.3 封头28
3.6 设计总结28
4 结论与展望 ..30
4.1 主要结论30
4.2 展望..30
致谢 .31
参考文献 ..32
1 绪论
余热资源又称废热资源，是指某种特定的设备或系统排出的可以热能形成回收的能
量，属于二次能源。它广泛存在于工农业生产中，遍及冶金、石化、机械、玻璃、造纸
等方面。据统计，工业生产中使用的各种炉窑，如加热炉、转炉、沸腾焙烧炉等都耗用
大量燃料，热效率低，一般只有 30%左右，而高温烟气、高温炉渣等带走的热量却高达
40%~60%。其中冶金方面，可利用余热约占燃料消耗量的 1/3，机械、农历、造纸等方
面占 15%以上。目前，全国能源利用效率（截止 2008 年底）不到 32%，比先进国家约
低了 10 个百分点；若考虑开采、运输，我国能源系统总利用率不到 12%，也就是说，
能源开采储量变成终端用能的只有约 1/10，约 90%的能源在转换过程和终端利用过程中
损失或浪费掉。如果能有效利用这些余热，则可节约大量能源，减少大气污染，提高产
量，降低成本，改善劳动条件，节约占地面积等等。可见，随着工业的发展，科学技术
水平的不断提高，余热利用技术必将发挥越来越重要的做哟，成为工业生产不可分割的
重要组成部分。但是，我国目前的余热利用技术与世界先进水平的还有一定差距，所以
在十一五节能减排的总体趋势下，大力开展余热回收工作对我国国民经济的发展具有重
要意义[1] 。
1.1 高温烟气资源余热利用
余热资源属于二次能源，他是一次能源与可燃物料转换过程后的产物。按温度的高
低分为：高温余热（温度高于 650℃），中温余热（温度为 230℃~650℃）和低温余热（温
度低于230℃）三类。按照余热利用的方式，一般分为下列751大类：
主要是指耗用材料的工业炉窑，如各种加热炉窑、砖瓦窑、水泥窑、玻璃窑、等，
以及燃气轮机、内燃机等排出的烟气余热。其温度高达 650℃~1650℃，其烟气性质表如
1所示。这类余热数量大，分布广，约占余热资源总量的 40%~50%，分布在电力、冶金、
化工、机械、玻璃、造纸等多个行业。由于其产量大、产出点集中，连续性强，一般可
以通过余热锅炉发点或提供生产生活用汽加以回收利用。例如，某炉窑每小时排出温度
为1000℃的烟气5000m3
，当采用余热锅炉后，使排烟温度降为 273℃，则可回收余热约
为5.61×108
kJ/h，全年可节省标煤 1350t。 表 1高温烟气性质
设备名称 烟温/℃ 烟气情况
空气吹炼平炉 540~700 含尘、烟量波动
氧气吹炼平炉 700~1150 含尘量较大，烟量波动
氧气顶吹平炉 1650~1930 含尘量较大、烟量波动、间
断
炼铜反射炉 1090~1370 含尘量较大、连续
炼锌烟化炉 980~1090 含尘量大、烟量间断
锻造和刚配加热炉 930~1210 烟量间断
退火炉 590~1090 烟量间断
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