摘要：最近几十年，我国炼铝业得到了迅猛发展，现在已经跻身世界炼铝大国行列。目前我国大多数的熔铝炉产生的烟气都是直接排放掉，这种做法不仅浪费宝贵的能源，而且还会造成严重的环境污染。 如何充分的回收利用这部分能量，从而降低生产成本，这是炼铝业不得不考虑的问题。

本文介绍了我国熔铝炉的节能措施。设计了一套烟气余热梯级利用系统。该系统主要包括空气预热器、余热锅炉这两大装置。首先对它们进行了结构设计，然后进行了相关的计算，最后利用AutoCAD完成了系统总图、余热回收装置图及相关零件图的绘制。

这套系统对熔铝炉排放烟气余热的回收率达到73.2%。节能前熔铝炉天然气的耗气量为200Nm3/h，采用该节能系统后，熔铝炉每小时在与节能前相同的产量下可以节约天然气41.83Nm3。这套系统每年节约362664Nm3的天然气，按重庆天然气价格2.84元/Nm3计算，每年的节能价值达89万元。

关键词： 空气预热器，余热锅炉，AutoCAD

 

目 录

摘 要

ABSTRACT

1  绪论-1

1.1工业余热资源现状-1

1.1.1 我国的工业能源现状-1

1.1.2 炼铝工业炉节能的必要性-1

1.1.3炼铝工业炉烟气梯级利用技术-1

1.2  世界炼铝工业炉的节能措施-3

1.2.1 我国炼铝工业炉节能工作现状-3

1.2.2 我国炼铝工业炉节能技术措施-3

1.3 课题研究目的和任务-4

1.4 本章小结-4

2  炼铝工业炉烟气余热梯级利用方案的可行性讨论-5

2.1 炼铝工业炉余热利用的热力学可行性分析-5

2.2 炼铝工业炉烟气余热梯级利用的优点与难点-5

2.2.1炼铝工业炉烟气余热梯级利用的优点-5

2.2.2炼铝工业炉烟气余热梯级利用的难点-6

2.3 炼铝工业炉烟气余热利用的主要指标与利用形式-6

2.3.1炼铝工业炉烟气余热利用的主要指标-6

2.4 炼铝工业炉烟气余热综合利用的发展前景-6

3  炼铝工业炉烟气余热梯级利用的设计方案-7

3.1炼铝工业炉烟气余热梯级利用系统设计-7

3.1.2 炼铝工业炉烟气余热利用的流程-7

3.2 余热锅炉的设计-8

3.2.1余热锅炉的换热管的结构设计-11

3.2.2余热锅炉的锅筒设计-11

3.2.3余热锅炉的其它零部件的设计-11

3.2.4余热锅炉的注意事项-12

3.3空气预热器的结构与设计-12

3.3.1 空预器烟气空气的流动-14

3.3.2空气预热器的换热管的结构设计-15

3.3.3空气预热器的换热管的排列设计-15

3.3.4空气预热器的其它零部件的设计-15

3.4测量装置的选择-16

3.5 本章小结-16

4  熔铝炉烟气余热梯级利用设计结果及分析-17

4.1 设计任务-17

4.1.1 设计题目-17

4.1.2 原始资料-17

4.1.3 燃料特性表-17

4.2余热锅炉的结构设计结果-17

4.3 空气预热器的结构设计结果-18

4.4 烟气余热利用系统烟风阻力计算结果-18

4.5烟气余热利用系统热力计算结果及分析-19

4.6烟气余热利用系统节能计算-20

5  结论-21

致谢-22

参 考 文 献-23

附录A  余热利用系统热力设计计算-24

附录B 余热利用系统烟风阻力计算-32

附录C  烟气余热利用系统管道直径计算-36