工业余热与板式换热器

　　一、余热的类别及品位

　　所谓“余热”，既是随热工质而排放入周围大气环境中的那一部分热量，人们俗称它为“废热”。由于这部分热量在工业生产中分布面较广，其量也比较大，科学上把它列为“二次能源”。

　　（一）余热的品位

　　余热按其温度不同，其能量品位的利用等级也不同，一般可分为三个品位；650℃以上的余热为高品位；650——250℃的余热为中品位；250℃以下的余热为低品位。

　　高品位的余热为优质能源，它在余热能源总量中占有相当重要的比重，应精良设法回收。

　　低品位的余热，虽然温度较低，回收比较困难，但是，由于它在余热能源中占非常大的比例，利用潜力很大，应积极采取有效的措施，开展对这部分余热的回收利用。

　　中品位的余热是比较好的二次能源，它在总余热能源中占有相当大的比例，在余热回收中是不容忽视的部分，在余热回收的条件及方法上都较前两种更为有利。

　　（二）余热的来源

　　上述三种品位的跃然，来源大致有如下几种：

　　1、高温烟气余热

　　这类工作介质温度比较高，热量较大，可回收的余热量比例较高，剧估算占总余热资源量的50%左右。

　　2、可燃废气、废液等的余热

　　这种余热量占总预热量的8%左右。

　　3、物质化学反应所产生的余热

　　它约占总余热资源量的5%——9%。

　　4、冷却介质的余热

　　这部分的余热量约占总余热资源量的15%——23%，其数量是很可观的。

　　5、高温产品的高温炉渣等的余热

　　这部分余热量约占总余热量的6%——14%。

　　6、排放的废气、废水的余热

　　这部分物质排放所带入大气与环境中的余热良约占总资源量的10%——16%。

　　二、板式换热器回收余热的特点

　　余热回收利用可分为两种方式：直接回收方式，将载有余热的介质直接做燃料燃烧放热而进行余热回收，或将载热介质的高温热能通过直接辐射进行热能转换而加以回收利用；间接回收方式，用热交换装置将余热能源转换为二次可利用的热能，这是目前应用最为普遍的一种余热回收方式。

　　板式换热器回收余热是一种间接回收方式，适用于气、液体等载有余热的介质热能转换过程。由于它可全逆流布置，终端温差小，对低品位余热回收尤为重要。

　　三、计算方法

　　（一）余热量的计算

　　1、烟气余热量的计算

　　Qy=BVytycy                          

　　式中Qy—烟气余热量（kj/h）；

　　B—燃料消耗量，固体或液体燃料（kg/h）；气体燃料（m3/h）；

　　Vy—烟气量，固体或液体燃料（m3/kg）；气体燃料（m3/m3）；

　　ty—烟气温度（℃）

　　cy—烟气的平均比热容（kj/(m3.℃)）。

　　2、冷却介质余热量的计算

　　（1）冷却水余热量

　　Qs=qms(t2-t1)cs                                      （5-2）

　　式中Qs—冷却水余热量（kj/h）；

　　qms—冷却水流量；

　　t1、t2—冷却水进、出口温度（℃）；

　　cs—冷却水平均比热容（kj/(kg.℃)）。

　　(2)汽化冷去余热量

　　Qq=Dq(iq-is)

　　式中Qq—汽化冷却余热量（kj/h）；

　　Dq—汽化冷却产汽量（kg/h）；

　　iq—汽化蒸汽的饱和焓（kj/kg）；

　　is—冷却水进水焓（kj/kg）。

　　（3）冷凝回水余热量的计算

　　Qn=qmn(tn-ts)cs

　　式中Qn—冷凝回水余热量（kj/h）；

　　qmn—冷凝水回水量（kg/h）；

　　tn—冷凝水回水温度（℃）；

　　ts—冷凝水的给水初温（℃）；可取ts＝20℃；

　　cs—冷凝水平均比热容（kj/(kg.℃)）。

　　（4）废汽、废液余热量（kj/h）

　　Qfg=qmq(iq-i1)

　　式中Qfg—废汽余热量（kj/h）；

　　qmq—废汽量（kg/h）；

　　iq —废汽地饱和焓（kj/kg）；

　　i1—废汽原液的初始焓值（kj/kg）。

　　废汽的余热量，可参照式（5-2）进行计算。