天然气锅炉烟气余热回收系统优化配置研究

【摘要】：燃气锅炉替代燃煤锅炉是提高北京大气环境质量的主要措施之一。常规燃气热水锅炉因没有采取烟气余热回收措施而造成损失低品位烟气余热约10%。因此,回收排烟余热是燃气锅炉供热系统节能的关键技术之一。鉴于溴化锂吸收式热泵的技术特点和燃气锅炉烟气余热特征,基于吸收式热泵的喷淋式烟气余热回收系统,可深度回收燃气锅炉烟气余热,提高其能源利用率。本文首先针对天然气锅炉烟气余热回收系统,建立了热网系统、吸收式热泵系统和喷淋式换热器的数学模型,编制了模拟计算程序。其次,根据实验工程测试数据验证天然气锅炉烟气余热回收系统数学模型,以确保计算程序的可靠性。以实际工程为研究对象,利用完善后的计算程序进行计算,分析设计烟气余热回收率、热网供/回水温度和气候条件对天然气锅炉烟气余热回收系统的影响,并采用多个经济性评价指标对该系统进行经济性评价。研究结果表明,天然气价格和气候条件在很大程度上影响天然气锅炉烟气余热系统配置及热力参数优化。燃气价格越高,天然气锅炉烟气余热回收机组的最佳配置容量越大,系统经济性越好。对于相同的燃气价格,天然气锅炉烟气余热回收机组具有最佳配置容量,而热网供回水温度对系统的经济性影响不明显。对于不同的气候条件和供热参数,燃气临界价格不同。天然气锅炉烟气余热回收技术在满足相同供热需求前提下可减少10%左右的天然气消耗量,在一定程度上可减少NOx、CO2等污染物排放。基于吸收式热泵的喷淋式烟气余热回收技术具有较好的经济效益和环保效益,在北方采暖地区有较好的应用前景。 【关键词】：燃气锅炉 烟气余热 吸收式热泵 喷淋式换热器 优化配置
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X706;TU996
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-21
• 1.1 课题研究背景7-12
• 1.1.1 能源利用现状7-9
• 1.1.2 北京市集中供热系统能源利用现状9-12
• 1.2 天然气锅炉烟气余热特性分析12-14
• 1.2.1 天然气成分12
• 1.2.2 天然气锅炉烟气余热分析12-14
• 1.3 天然气锅炉烟气余热回收技术的现状及分析14-20
• 1.3.1 冷凝式换热技术14-16
• 1.3.2 热管技术16
• 1.3.3 热泵技术16-20
• 1.4 本文的主要研究内容20-21
• 第2章 天然气锅炉烟气余热回收系统建模和模型验证21-38
• 2.1 天然气锅炉烟气余热回收系统的数学模型21-28
• 2.1.1 模型简化21
• 2.1.2 热网系统数学模型21-23
• 2.1.3 吸收式热泵数学模型23-27
• 2.1.4 喷淋式换热器数学模型27-28
• 2.2 天然气锅炉烟气余热回收系统实验工程28-35
• 2.2.1 实验工程简介28
• 2.2.2 实验工程测试系统28-33
• 2.2.3 实验工程测试结果33-35
• 2.3 天然气锅炉烟气余热回收系统模型验证35-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 天然气锅炉烟气余热回收系统经济评价和优化配置38-56
• 3.1 经济评价指标38-40
• 3.1.1 投资回收期38-39
• 3.1.2 净现值39
• 3.1.3 内部收益率39-40
• 3.2 不同因素对天然气锅炉烟气余热回收系统的经济性影响及分析40-55
• 3.2.1 设计余热回收率对天然气锅炉烟气余热回收系统的经济性影响及分析40-50
• 3.2.2 热网供/回水温度对天然气锅炉烟气余热回收系统的经济性影响及分析50-52
• 3.2.3 气候条件对天然气锅炉烟气余热回收系统的经济性影响及分析52-55
• 3.3 本章小结55-56
• 第4章 工程案例56-65
• 4.1 案例介绍56
• 4.2 工程案例节能改造优化配置56-63
• 4.3 节能改造后的收益分析63-64
• 4.4 本章小结64-65
• 结论与展望65-66
• 结论65
• 展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69

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