烟道余热的再利用

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[摘 要]介绍烟道余热回收在吸收式制冷机组上的应用，节能降耗提供新思路。余热回收利用的效率以及经验利用。

[关键词]烟气余热利用，余热空调

中图分类号：G115 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）25-0374-01

前言

经济的快速发展的加大了对能源的大量需求，为节约能源，能源再利用已成为社会发展的常态。烟道余热在吸收式制冷上的再利用的方式为社会、企业提供一种节能降耗的途径。该系统简便、紧凑，可广泛应用于拥有大型锅炉、排放大批高温烟气的工厂、企业等。系统的设计以及投入均不高，很多国家已在大力推行。

烟道吸收式制冷的核心在与烟道吸收式制冷机组，该机组通过利用余热回收，提供能源，分解机组的吸收剂，到达废热利用的目的。本文根据实验以及实践方式对烟道余热的利用进行计算、实施，并进行分析。

一.烟道余热制冷机组的原理和分类

烟道的烟气通过管回路进入吸收式制冷机组的发生器，在发生器中，烟气的余热把吸收剂溶液加热，把制冷剂析出，制冷剂蒸发后，进入冷凝器凝结成液体后被收集，制冷剂通过回路进入吸收器，制冷剂在吸收器中与吸收剂进行反应，放出热量，反应后的溶液对冷媒水管进行喷淋，吸收热量，达到制冷的目的（如图1）。

此反应过程主要是利用烟道的热量分析吸收式制冷剂机组的吸收剂和制冷剂的混合溶液，取代一般的锅炉加热的方式。

目前烟道吸收式制冷机组基本有两类，一种是烟道氨气吸收式制冷机组，一种是烟道吸收式制冷机组。

二.热力计算

烟道余热的计算

在工厂中，由锅炉出来的烟气温度将在350℃以上，而国家规定，排往大气的烟气温度必须在100℃以下，通过温度差异，此烟气余热的热量可以进行再利用。

以1单位为10万标方/小时的烟气量估算，对整个烟气余热量进行计算。烟气流量：8米/秒

热力计算：

⑴.烟气每小时产生的热量（取烟气进口温度350℃，出口温度130℃）

tm=（350+130）/2=240℃

查烟气的物性参数表得出：

烟气在240℃时，1标准立方米=0.6956千克（密度为0.6956kg/m3）；比热=1.107kJ/（kg・℃）

则烟气含的热量：

Q气=CxMx（T1-T2）=1.107x（100000x0.6956）x（350-130）=1.69x107（kJ）

⑵.热负荷

Q气0=1.69X1010/3600=3.87X106（J/s）

制冷机组的选型

按照冷媒水回水温度35℃，供水温度5℃的条件选配制冷机组

采用烟气型溴化锂冷水机组，可产生冷量，根据换算效率为0.7，则可产生冷量

=0.7・Q气0=2.71x106（J/s）=2710（kW）

符合选用1160kW溴化锂制冷机组两台的要求。

三.优势以及经济分析

对比螺杆式制冷机组和蒸汽型制冷机组，采用烟气型吸收式冷水机组存在投资上、运行费用以及能耗节省上有优越性。针对不同机组的投资和运行费用做分析：

1.溴化锂制冷机组（烟气）：制冷量1160（kw）；蒸汽量0；烟气量5万标方；电机耗电0；辅助设备耗量5.5（kw）。

2.溴化锂制冷机组（蒸汽型）：制冷量1160（kw）；蒸汽量1550（kg/h）；烟气量0；电机耗电0；辅助设备耗量5.5（kw）。

3.螺杆式式制冷机组：制冷量1160（kw）；蒸汽量0；烟气量0；电机耗电250（kw）；辅助设备耗量0（kw）。

在一般情况下，我国平均用电煤耗为0.47Kg/KWh（考虑了9%的输电损失），将供所折合成煤耗为：每公斤蒸汽耗煤为0.12kg/kg，这样，可以计算出上述三类制机的单位制冷量煤耗

1.溴化锂制冷机组（烟气），用电煤耗2.32×10-3（kg/kw/h），用汽煤耗为0，合计为2.32×10-3（kg/kw/h）。

2.溴化锂制冷机组（蒸汽型），用电煤耗2.32×10-3（kg/kw/h），用汽煤耗为1.86×10-1（kg/kw/h），合计为1.88×10-1（kg/kw/h）。

3.螺杆式式制冷机组，用电煤耗1.07×10-1（kg/kw/h），用汽煤耗为0，合计为1.07×10-1（kg/kw/h）。

（注：吸收式制机如用单独的锅炉来提供蒸汽，认为锅炉效率为80%）

采用单位制冷量的费用作为衡量标准，在计算中考虑到电力增容费（单路供电以450元/KW计算，双路供电加倍），则各个制冷机单位制冷量的初投资见下：

1.溴化锂制冷机组（烟气），初级投入2094（元/kW），电力增容费用：单路供电5（元/KW）；双路供电10（元/KW），合计：单路供电2099（元/KW），双路供电2104（元/KW）。

2.溴化锂制冷机组（蒸汽型），初级投入1944（元/kW），电力增容费用：单路供电5（元/KW）；双路供电10（元/KW），合计：单路供电1949（元/KW），双路供电1954（元/KW）。

3.螺杆式式制冷机组，初级投入1512（元/kW），电力增容费用：单路供电103（元/KW）；双路供电206（元/KW），合计：单路供电1615（元/KW），双路供电1718（元/KW）。

（注：初级投入考虑到烟气型机组需增加烟道换热气投入，蒸汽型机组需要增加锅炉投入，而螺杆式机组需增加冷却塔投入）

暂定电价为0.82元/KWh，标煤的价格为770元/t，设燃料费用占总供热费用的75%，则各个机组的单位制冷量运行费用如下：

1.溴化锂制冷机组（烟气），用电费用9.72（元/KW.Y），供热费用0，合计9.72（元/KW.Y）。

2.溴化锂制冷机组（蒸汽型），用电费用9.72（元/KW.Y），供热费用308.66（元/KW.Y），合计318.38（元/KW.Y）

3.螺杆式式制冷机组用电费用441.81（元/KW.Y），供热费用0，合计441.81（元/KW.Y）。

（注：各机组的全年运行时间为2500h）

四.结论

相对蒸汽型溴化锂制冷机组，采用废弃烟气做溴化锂制冷机组（烟气型）动力时，约运行半年时间就可以抵消投入上支出。

相对螺杆式式制冷机组，采用废弃烟气做溴化锂制冷机组（烟气型）动力时，约运行1年时间就可以抵消投入上支出。

结合长期效益来说，采用烟气型溴化锂制冷机组能最节能，最经济，面对全球“低碳”的环境要求，烟气型制冷机组将会广大的推广。

作者简介

杨思民，男，广西龙胜，1976-5，单位：湖南安普诺环保科技有限公司，职称：助理工程师，研究方向：冰箱制冷，暖通工程以及烟道烟气的再利用。