论文总字数：17406字

摘 要

我国始终坚持节约资源和保护环境的基本国策，十三五规划也提出绿色低碳的发展理念。在国家不断加大对能源利用的管控，引导和鼓励节能减排的同时，节能减排也是企业自身发展的必然要求。余热回收作为一种行之有效的节能减排的措施，逐渐得到更多的重视。玻璃窑烟气余热资源丰富，其回收已成为行业内节能改造的重点并取得一定的成果。但也面临烟气温度较低、低温腐蚀严重、余热资源品级低、回收效率低的问题。

本文针对玻璃窑烟气的特点，对比火管和水管余热锅炉后，结合热管余热锅炉传热效率高、运行维护成本低、能较好的解决低温腐蚀问题等特点，决定采用热管式余热锅炉来回收烟气余热。设计过程中，主要对余热锅炉的换热部分进行了热力计算和结构设计。余热锅炉蒸发器和省煤器均采用组合单元形式。

关键词：节能减排 玻璃窑 余热锅炉 热管

Design of combined 5T/h waste heat boiler of glass furnace

Abstract

China always adheres to the basic state policy of conserving resources and protecting the environment, the thirteenth Five-Year Plan also proposed the concept of green and low carbon development. The government continues to increase controls on energy use, guide and encourage energy-saving emission reduction, at the same time, the energy-saving emission reduction is also the inevitable requirement of the enterprise's own development. Waste heat recovery as a kind of effective energy saving and emission reduction measures, and gradually gets more attention. The resources of glass furnace flue gas waste heat are rich, the recovery has become the focus of industrial energy saving and achieved certain results. But it also faces problems such as low flue gas temperature, serious corrosion of low temperature, low grade waste heat resources, low recovery efficiency and so on.

According to the characteristics of glass furnace flue gas, compared with the fire tube and water tube waste heat boiler. Waste heat boiler combined with heat pipe has higher heat transfer efficiency, low cost in the operation and maintenance, better to solve problems of low temperature corrosion and so on, decided to use heat pipe waste heat boiler to recover the waste heat of flue gas. The waste heat boiler design process is mainly on the part of the thermodynamic calculation of heat exchange and structure design. The forms of evaporator and economizer of the waste heat boiler are element combination.

Key Words:energy conservation and emission reduction;glass furnace;waste heat boiler;heat pipe

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1我国工业余热资源利用 1

1.2玻璃窑烟气余热回收 2

1.3余热锅炉应用于玻璃窑余热回收 4

1.3.1火管余热锅炉简介 4

1.3.2水管余热锅炉简介 5

1.3.3热管余热锅炉简介 5

1.4热管余热锅炉特点及原理 6

1.4.1热管余热锅炉的特点 6

1.4.2热管锅炉的传热原理 7

1.5课题的必要性及意义 8

第二章 课题设计 9

2.1设计要求 9

2.2解决方案及需要注意的问题 9

第三章 热力计算与结构设计 10

3.1设计参数 10

3.2烟气量的计算 10

3.3 热管选择与布置 11

3.4 蒸发器计算 12

3.4.1 蒸发器传热计算 12

3.4.2总管根数 14

3.4.3热侧压力降 15

3.4.4首排热管工作温度 15

3.4.5末排烟气侧管壁温度 16

3.5 省煤器 18

3.5.1省煤器传热计算 18

3.5.2总管根数 21

3.5.3热侧压力降 21

3.5.4首排热管管壁温度 22

3.5.5末排烟气侧管壁温度 22

3.6 余热锅炉的结构设计 23

3.6.1余热锅炉本体结构设计 23

3.6.2壳体结构设计 24

3.6.3施工图设计 24

第四章 设备的强度校核 25

4.1 热管的强度校核 25

4.2 水套管的强度校核 25

4.2.1蒸发器水套管 25

4.2.2省煤器水套管 26

4.3 流体输送管的强度校核 26

4.3.1 蒸发器上升管的强度校核 26

4.3.2 蒸发器下降管的强度校核 27

4.4 联箱强度校核 27

4.4.1 蒸发器联箱的强度校核 27

4.4.2 省煤器联箱的强度校核 28

第五章 总 结 30

参考文献 31

致 谢 33

第一章 绪 论

1.1我国工业余热资源利用

能源是日常生活及工业生产必不可少的物质基础，影响民生和经济发展，对国家的战略意义重大。能源利用率成为衡量工业技术水平的重要指标，关系到生产效益，也对生态环境影响深远。

我国能源资源人均占有量远低于世界平均水平，能源缺口较大。人均能源消费水平为发达国家的三分之一，但随着经济发展和生活水平的提高，能源消费将大幅增加，能源压力巨大。目前我国能源大幅度依赖进口，特别是石油对外依存度从本世纪初的32％上升至目前的57％。能源价格受国际影响较大，能源安全形势严峻。同时由于产业结构和经济发展方式的影响，形成了粗放的生产方式，制造工艺落后，导致了能耗高效率低的能源利用局面。另一方面大量消耗能源导致排放大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和有害重金属，大气污染因而加剧，细颗粒物（PM2.5）含量居高不下，雾霾问题严重，环境压力不断增大。

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