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摘 要

锅炉使用过程中，排出的尾部烟气仍然包含可观的热力学能，如果直接排放，则必然会导致烟气携带大量热量散失。这不仅是对资源的浪费，也会导致一定的环境污染。如何将这部分热量有效的加以利用，并用于生活取暖，从而达到节能减排提高能源利用率的目的即本课题的出发点。

在设计过程中，需要考虑几个问题。本课题中的锅炉燃料为发生炉煤气，其特点是燃烧产物中二氧化碳含量高，而硫分与灰分含量较少。因此酸露点比较低，在热力计算与结构计算时，需要考虑到管壁面温度不低于算露点温度，以防止低温腐蚀的发生，因此需采用组合式结构设计，及高温段采用翅片管式结构，低温段采用径向热管式结构。而烟气工况流速需保证设备具有自清灰的能力，防止管壁面结灰而影响传热效果。

本课题的设计主要参照《热管技术及其工程应用》和换热器设计手册。根据参考指标设计出了施工总图、壳体图及主要的零部件图。同时对设备进行强度校核，以验证其是否满足工作环境的强度要求。本次设计结构满足任务书要求，在安全性、经济性及环保性方面均合格。

关键词：组合式省煤器 生火取暖 径向热管

The Design of a Combined Economizer for Daily Warming Up

Abstract

When a boiler is in service,the fuel gas it discharges still contain considerable thermodynamic energy.The direct emissions is bound to lead to great loss of heat carried by the flue gas.This is not only a waste of resources, but it also leads to a certain environmental pollution.How to take advantage of this part of the heat effectively, and used for heating, so as to achieve the purpose of energy saving and emission reduction to improve energy efficiency is the starting point of this topic.

Several issues need to be considered in the design process.In this subject,fuel of the boiler is producer gas and its characteristics are high level of carbon dioxide and less level of ash content and sulfur content of its combustion products.So given a relatively low acid dew point, in the calculation of the thermodynamic and structure,we need to consider the tube wall temperature to make sure it is not lower than the dew point temperature to prevent the occurrence of low temperature corrosion.So it is necessary to adopt a combined structure design.In the high temperature section we adopts the finned tube type structure, and radial heat pipe type structure.for the low temperature section.The flow rate of the flue gas must be guaranteed to ensure self-cleaning to prevent the pipe wall from fouling and the effect of heat transfer.

The design of this subject is mainly referring to the "heat pipe technology and its engineering application" and the heat exchanger design manual.According to the design of a general plan of construction, a general view of the equipment and main body diagram has been designed.At the same time, there is a check for the strength of the equipment to verify that it meets the requirements of the strength of the working environment.The design structure meets the requirements of the task book, in terms of safety, economy and environmental protection.

Key words:combined economizer,daily warming up,radial heat pipe

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 城市居民生活供热方式 1

1.2 工业余热 2

1.3 省煤器 2

1.3.1 省煤器的类型及结构特点 2

1.3.2 翅片管省煤器 3

1.3.3 热管式省煤器 4

1.3.4 取暖用省煤器 6

1.4 课题的必要性和意义 6

第二章 取暖用组合式省煤器的设计 7

2.1 设计要求 7

2.2 设计过程中需要注意的问题 7

2.3 热力计算及结构计算 7

2.3.1 原始参数 7

2.3.2 烟气侧定性温度及参数 9

2.3.3 热平衡计算 10

2.3.4 结构设计计算 11

2.4 设备的结构设计 22

2.5 施工图纸设计 23

第三章 设备的强度校核 24

3.1 工质流通管路水管的强度校核 24

3.2 联箱管的强度校核 24

第四章 总结 25

参考文献 26

致 谢 28

第一章 绪论

能源是保证一个国家经济得以发展、社会能够进步的关键所在。它不仅仅是一个国家国民经济发展的动力，也是衡量一个国家的综合国力和人民的生活水平也就是这个国家发达程度的重要指标。所以，保证稳定的能源供应，自始至终都处在每一个国家发展战略中的首要地位^[1]。

当前，我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差，生态环境压力大等严重问题。节能减排、降低能耗是提高我国能源综合利用率并且是我国能源发展战略规划的重中之重，是解决当前我国面临的能源危机的根本途径，必须置于我国发展战略优先地位^[2]。为此，不仅工业生产中提倡开发节能技术，提高能源利用率，而且日常生活中也倡导资源的循环利用从而达到节约能源的目的。

1.1 城市居民生活供热方式

以城市居民的生活取暖为例，城市供热主要以集中式供暖为主。城市集中供热的发展与否是城市公益性与基础性设施的发展程度的一个衡量指标，是社会文明进步程度的一个重要表现^[3]。我国城市集中式供暖工程虽然发展较快，但是由于起步较晚，与其他城市基础设施比起来，基础较为薄弱，普及率也比较低，技术水平不高，与高速发展的城市化进程需要不能匹配适应，仍需加快努力发展^[4]。因此，城市集中式供热的新技术利用，必定会大大推进城市化水平的提高，有利于我国城市化的进程。

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