废气余热回收节能计算公式

废气余热回收的节能计算涉及热量回收量和节能效益的评估。以下是常用的计算公式及说明:

1. 废气余热回收量计算公式

废气余热回收的热量(Q)可通过以下公式计算:

Q = m · c · ΔT
  • Q:回收的热量(单位:kJ 或 kcal)
  • m:废气的质量流量(单位:kg/s 或 kg/h)
  • c:废气的比热容(单位:kJ/(kg·℃),一般干空气约1.0,湿气需根据成分调整)
  • ΔT:废气在余热回收设备(如换热器)中的温降(单位:℃),即进出口温度差

:若废气流量以体积流量(m³/s 或 m³/h)给出,需通过密度(ρ)转换为质量流量:

m = V · ρ

其中,ρ 根据废气温度和成分确定(如常压下,空气在100℃时密度约0.946 kg/m³)。

2. 换热器效率考虑

实际回收热量受换热器效率(η)影响,修正公式为:

Q实际 = η · Q
  • η:换热器热效率(通常0.6-0.9,取决于设备设计和运行状况)
  • Q:理论最大回收热量

3. 节能效益计算

(1)节约燃料量

若余热用于替代燃料(如天然气、煤),节约的燃料量为:

B = Q实际 / (Q燃料 · η锅炉)
  • B:节约的燃料量(单位:kg 或 m³)
  • Q燃料:燃料的低位发热量(单位:kJ/kg 或 kJ/m³,如天然气约35,000 kJ/m³)
  • η锅炉:锅炉或加热设备的燃烧效率(通常0.8-0.95)

(2)节约能量成本

节能的经济效益为:

C = B · P
  • C:节约的成本(单位:元)
  • P:燃料单价(单位:元/kg 或 元/m³)

4. 示例计算

假设某工厂废气流量为10,000 m³/h,温度从300℃降至100℃,废气密度为0.946 kg/m³,比热容为1.0 kJ/(kg·℃),换热器效率为0.8,天然气发热量为35,000 kJ/m³,锅炉效率为0.9,天然气单价为3元/m³。

步骤

  1. 质量流量:m = 10,000 · 0.946 = 9,460 kg/h
  2. 理论回收热量:Q = 9,460 · 1.0 · (300 - 100) = 1,892,000 kJ/h
  3. 实际回收热量:Q实际 = 0.8 · 1,892,000 = 1,513,600 kJ/h
  4. 节约燃料量:B = 1,513,600 / (35,000 · 0.9) = 48.02 m³/h
  5. 节约成本:C = 48.02 · 3 = 144.06 元/h

结果:每小时节约天然气48.02 m³,节约成本144.06元。

5. 注意事项

  • 废气成分:含水蒸气或腐蚀性气体的废气需调整比热容和换热器材质。
  • 换热器类型:常见余热回收设备(如热管换热器、板式换热器)效率不同,需根据实际参数选择。
  • 运行工况:废气流量和温度可能随生产变化,需取平均值或动态监测。
  • 单位转换:确保单位一致(如kJ、kg、℃),必要时转换(如1 kcal = 4.184 kJ)。

如需针对具体案例(如污泥烘干废气余热回收)进一步计算或优化,请提供详细参数(如废气流量、温度、成分等)!

 

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