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Die Berechnung der Energieeinsparung durch Abwärmerückgewinnung aus Abgasen umfasst die Bewertung der Wärmerückgewinnungsmenge und der Energieeinsparungsvorteile. Im Folgenden finden Sie häufig verwendete Berechnungsformeln und -anweisungen:
1. Berechnungsformel zur Abwärmenutzung aus Abgas
Die Wärme (Q) der Abgas-Abwärmerückgewinnung kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
Q = m · c · ΔT- Q: Zurückgewonnene Wärme (Einheit: kJ oder kcal)
- M: Massenstrom des Abgases (Einheit: kg/s oder kg/h)
- C: Spezifische Wärmekapazität des Abgases (Einheit: kJ/(kg·℃), im Allgemeinen liegt der Wert bei trockener Luft bei etwa 1,0, die Feuchtigkeit muss entsprechend der Zusammensetzung angepasst werden)
- ΔT: Der Temperaturabfall des Abgases in der Abwärmerückgewinnungsanlage (z. B. dem Wärmetauscher) (Einheit: °C), d. h. die Ein- und Auslasstemperaturdifferenz
Notiz: Wird der Abgasstrom als Volumenstrom (m³/s oder m³/h) angegeben, muss dieser über die Dichte (ρ) in einen Massenstrom umgerechnet werden:
m = V · ρDabei wird ρ entsprechend der Abgastemperatur und -zusammensetzung bestimmt (beispielsweise beträgt die Luftdichte bei Normaldruck und 100 °C etwa 0,946 kg/m³).
2. Überlegungen zur Effizienz des Wärmetauschers
Die tatsächlich zurückgewonnene Wärme wird durch die Effizienz des Wärmetauschers (η) beeinflusst. Die Korrekturformel lautet:
Qist = η · Q- η: Wärmewirkungsgrad des Wärmetauschers (normalerweise 0,6–0,9, abhängig von der Gerätekonstruktion und den Betriebsbedingungen)
- Q: Theoretische maximale Wärmerückgewinnung
3. Berechnung des Energiesparvorteils
(1) Kraftstoffeinsparung
Wird Abwärme zum Ersatz von Brennstoffen (z. B. Erdgas, Kohle) genutzt, beträgt die eingesparte Brennstoffmenge:
B = Qist / ( QBrennstoff · ηKessel )- B: Eingesparte Brennstoffmenge (Einheit: kg oder m³)
- QKraftstoff: Der untere Heizwert des Brennstoffes (Einheit: kJ/kg oder kJ/m³, z. B. Erdgas ca. 35.000 kJ/m³)
- ηKessel: Verbrennungswirkungsgrad des Kessels oder der Heizanlage (normalerweise 0,8–0,95)
(2) Energiekosten sparen
Die wirtschaftlichen Vorteile der Energieeinsparung sind:
C = B · P- C: Kosteneinsparungen (Einheit: Yuan)
- P：Kraftstoff-Stückpreis (Einheit: Yuan/kg oder Yuan/m³)
4. Beispielrechnung
Angenommen, der Abgasdurchfluss einer Fabrik beträgt 10.000 m³/h, die Temperatur sinkt von 300 °C auf 100 °C, die Abgasdichte beträgt 0,946 kg/m³, die spezifische Wärmekapazität beträgt 1,0 kJ/(kg·℃), der Wirkungsgrad des Wärmetauschers beträgt 0,8, der Heizwert von Erdgas beträgt 35.000 kJ/m³, der Kesselwirkungsgrad beträgt 0,9 und der Stückpreis für Erdgas beträgt 3 Yuan/m³.
Schritt:
- Massenstrom:
m = 10.000 · 0,946 = 9.460 kg/h - Theoretische Wärmerückgewinnung:
Q = 9.460 · 1,0 · (300 - 100) = 1.892.000 kJ/h - Tatsächliche Wärmerückgewinnung:
Qist = 0,8 · 1.892.000 = 1.513.600 kJ/h - Kraftstoffeinsparung:
B = 1.513.600 / (35.000 · 0,9) = 48,02 m³/h - Kosteneinsparungen:
C = 48,02 · 3 = 144,06 Yuan/h
Ergebnis: Sparen Sie 48,02 m³ Erdgas pro Stunde und 144,06 Yuan an Kosten.
5. Hinweise
- Abgaszusammensetzung: Abgase, die Wasserdampf oder korrosive Gase enthalten, erfordern eine Anpassung der spezifischen Wärmekapazität und des Wärmetauschermaterials.
- Wärmetauschertyp: Gängige Geräte zur Abwärmerückgewinnung (wie beispielsweise Wärmerohr-Wärmetauscher und Plattenwärmetauscher) weisen unterschiedliche Wirkungsgrade auf und müssen auf Grundlage der tatsächlichen Parameter ausgewählt werden.
- Betriebsbedingungen：Der Abgasstrom und die Temperatur können sich während der Produktion ändern und müssen gemittelt oder dynamisch überwacht werden.
- Einheitenumrechnung: Achten Sie auf einheitliche Einheiten (z. B. kJ, kg, °C) und rechnen Sie diese bei Bedarf um (z. B. 1 kcal = 4,184 kJ).
Sollten Sie für einen konkreten Anwendungsfall (z. B. Abwärmerückgewinnung aus Schlammtrocknungsabgasen) weitere Berechnungen oder Optimierungen benötigen, geben Sie bitte detaillierte Parameter (z. B. Abgasstrom, Temperatur, Zusammensetzung etc.) an!
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