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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)
- metro:废气的质量流量(单位:kg/s 或 kg/h)
- do: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
注: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)
- PAG: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:
- 质量流量:
m = 10,000 · 0.946 = 9,460 kg/h - 理论回收热量:
Q = 9,460 · 1.0 · (300 - 100) = 1,892,000 kJ/h - 实际回收热量:
Q实际 = 0.8 · 1,892,000 = 1,513,600 kJ/h - 节约燃料量:
B = 1,513,600 / (35,000 · 0.9) = 48.02 m³/h - 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)!