【正文】 %。 2CO 是造成全球氣候變暖的主要污染物，所引起的危害可能有 :早澇災(zāi)害、淡水資源分布不均加劇、傳染病蔓延趨勢增長、海平面升高淹沒低地、冰川消失、稀有物種滅絕等。事實上，中國已經(jīng)同加拿大、意大利和法國等發(fā)達(dá)國家就議定書框架下的“ 清潔發(fā)展機制 (CDM) ”展開了項目合作 . 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 總之，我國經(jīng)濟的快速增長必然要伴隨著能源消耗，特別是煤炭消耗的增加 .但是，我國以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)同時也帶來了日益嚴(yán)重的空氣、水和其它形式的污染。國家經(jīng)貿(mào)委 1999年 4 月 26日下發(fā)的《關(guān)于關(guān)停小火電機組有關(guān)問題的意見》中也明確指出，對于綜合利用的小火電機組，不在關(guān)停范圍內(nèi)。本課題的主要研究內(nèi)容有 : 1 煉焦的基本生產(chǎn)工藝 首先了解焦?fàn)t煤氣的特點，包括焦?fàn)t煤氣的成分，以及焦?fàn)t煤氣的一些物理特性。 3 焦?fàn)t煤氣發(fā)電系統(tǒng)高溫尾氣的綜合利用 高溫尾氣的余熱利用為本論文主要研究的內(nèi)容，其主要為余熱鍋爐的設(shè)計，包括設(shè)計鍋爐的形式以及采用的換熱形式，鍋爐的具體設(shè)計又包括鍋爐換熱面積的設(shè)計，外殼的設(shè)計以及內(nèi)部換熱管的設(shè)計以及換熱系數(shù)等等參數(shù)的計算。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第二章 焦?fàn)t煤氣的基本工藝和凈化 焦?fàn)t煤氣的特點 焦?fàn)t煤氣是指用幾種煙煤配成煉焦用煤，在煉焦?fàn)t中經(jīng)高溫干餾后，在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時所得到的可燃?xì)怏w，是煉焦產(chǎn)品的副產(chǎn)品。 焦?fàn)t煤氣的工藝流程 煉焦生產(chǎn)工藝流程 : 現(xiàn)代焦炭生產(chǎn)過程分為洗煤、配煤、煉焦和產(chǎn)品處理等工序。炭化室內(nèi)成焦過程如圖 22 所示： 圖 22 結(jié)焦過程示意圖 4）煉焦的產(chǎn)品處理 原煤場 配 煤 洗 煤 貯煤場 篩 分 熄 焦 炭化室 焦?fàn)t煤氣 飽和器 初冷器 焦 炭 粉 碎 貯煤塔 干 燥 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 將爐內(nèi)推出的紅熱焦炭送去熄焦塔熄火，然后進(jìn)行破碎、篩分、分級、獲得不同粒度的焦炭產(chǎn)品，分別送往高爐及燒結(jié)等用戶。焦?fàn)t煤氣是燒結(jié)、煉焦、煉鐵、煉鋼和軋鋼生產(chǎn)的主要燃料。 C，荒煤氣中所含的大部分水汽、焦油氣、萘及固體微粒被分離出來，部分硫化氫和氰化氫等腐蝕物質(zhì)也溶于冷凝液中，從而減少凈化設(shè)備及管道的堵塞和腐蝕；煤氣經(jīng)冷卻后，體積變小，從而使減少將煤氣送往后 續(xù)凈化工序的動力消耗；較低的煤氣溫度，也是保證煤氣凈化效果及煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收率和質(zhì)量的先決條件。 煤氣在橋管和集氣管內(nèi)的冷卻，是用表壓為 的循環(huán)氨水通過噴頭強烈噴灑進(jìn)行的，當(dāng)細(xì)霧狀氨水與煤氣充分接觸時，由于煤氣溫度很高而濕度又很低，故氨水吸收煤氣顯熱并大量蒸發(fā)，兩者間快速進(jìn)行著熱和質(zhì)的傳遞。 通過上述過程煤氣溫度由 650750176。 煤氣有集氣管沿吸煤氣主管流向煤氣初冷器。 C，并將大部分焦油氣和水汽冷凝下來。煤氣凈化工藝要求煤氣中焦油霧含量低于 3/mg ，否則對煤氣凈化操作有嚴(yán)重影響。硫化氫燃燒生成的二氧化硫、氰化氫及氨燃燒產(chǎn)生的的氮氧化物均有毒，會嚴(yán)重影響環(huán)境。煤氣中 SH2 所含的硫約占硫總量的90%以上。 氫氧化鐵法脫硫是將焦?fàn)t煤氣通過含有氫氧化鐵的脫硫劑，使 SH2與 3)(OHFe 反應(yīng)生成 32SFe 或 FeS 。所以當(dāng)脫硫劑上含有30%~40%（質(zhì)量）的硫磺時，需要更換新的脫硫劑。此外為使脫硫劑在使用中不因硫的集聚而過于增大體積和變得密實，脫硫劑在自然狀態(tài)下應(yīng)該是疏松的，濕料堆密度不宜大于 。 箱式干法脫硫裝置整個設(shè)備為一長方形的槽，箱體可以 用鋼板焊接或者用鋼筋混凝土制成，內(nèi)壁涂一層瀝青或瀝青漆。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第三章 發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型 公司情況介紹 湖南省資興焦電股份有限公司于 2021 年 3 月籌建， 8 月份正式成立。為實現(xiàn)資源的綜合利用，減少焦?fàn)t煤氣對周邊環(huán)境污染，設(shè)計一個發(fā)電系統(tǒng)并對其進(jìn)行節(jié)能分析。 該方法的優(yōu)點是：對焦?fàn)t煤氣的要求比較低。 第二種，采用燃?xì)廨啓C發(fā)電 燃?xì)廨啓C是以氣體為工質(zhì)、經(jīng)壓縮、加熱后在透平中膨脹，將部分熱能轉(zhuǎn)換為機械能的旋轉(zhuǎn)式動力機械。 焦?fàn)t煤氣燃?xì)廨啓C發(fā)電存在以下問題：一是焦?fàn)t煤氣凈化問題，由于燃?xì)廨啓C是高速旋轉(zhuǎn)的機械，所以其對燃?xì)馄焚|(zhì)的要求就很高，包括機械雜質(zhì)、水分、腐蝕性物質(zhì)如硫化氫等，一旦達(dá)不到要求，將會對葉片造成嚴(yán)重?fù)p傷，而這種故障在現(xiàn)場是無法處理的。 第三種，采用燃?xì)鈨?nèi)燃機發(fā)電 燃?xì)鈨?nèi)燃機發(fā)電方式是最近幾年發(fā)展起來的新技術(shù)，其工作原理與車用發(fā)動機類似，需要火花塞點火。內(nèi)燃機對焦?fàn)t煤氣中的水含量和硫化氫含量比燃?xì)廨啓C的要求低得多，根據(jù)近幾年的使用情況來看，對焦?fàn)t煤氣稍加處理即可滿足要求。它在一定程度上改善能源結(jié)構(gòu)，緩解區(qū)域性電力短缺，提高企業(yè)生產(chǎn)效益。 (2)可適應(yīng)低壓力的燃?xì)?,不必增壓 ,減少投資和提高有效發(fā) 電量?？筛鶕?jù)廠內(nèi)自身實際用電負(fù)載的需要控制發(fā)電量大小并可根據(jù)實際用電負(fù)荷的差異 ,隨時調(diào)整運行機組的數(shù)量 ,有效利用設(shè)備資源 ,減少運行成本。因此， 從公司剩余焦?fàn)t煤氣量和性價比綜合考慮，本設(shè)計中選用 500GFRJ型機組。 325= 臺 取整為 15臺 因考慮機器需要維護(hù)或出現(xiàn)特殊情況，增加一臺機器備用，故整個系統(tǒng)需要發(fā)電機組為 16臺。該公司自行研制的數(shù)字點火系統(tǒng)性能可靠，提高了機組的可靠性。 表 33 500GFRJ發(fā)電機組經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo) 參 數(shù) 名 稱 參 數(shù) 值 機組型號 500GFRJ 發(fā)動機型號 12V190ZL 氣缸數(shù) 12 額定功率 kW 320 額定電壓 V 400 額定頻率 Hz 50 額定轉(zhuǎn)速 r/min 1000 額定功率因數(shù) cosφ （滯后） 燃?xì)鉄岷穆? MJ/kW發(fā)動機用計算機控制合理的匹配空氣與燃?xì)獗壤?,火花塞點火，實現(xiàn)最佳燃燒，完成做功過程。 (4)采用增壓中冷技術(shù) ,先將空氣與燃?xì)饨?jīng)過增壓器增壓 ,再經(jīng)過冷卻器冷卻后進(jìn)入氣缸。 焦?fàn)t煤氣 脫焦 脫硫 防 回火 煙氣 除塵 脫水 計量表 燃?xì)獍l(fā)電機組 脫水 上網(wǎng) 圖 32 焦?fàn)t煤氣發(fā)電工藝流程圖 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 與燃煤相比，燃燒焦?fàn)t氣雖然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少，減輕了對環(huán)境的壓力。 本文在下一章重點對余熱回收裝置 —— 余熱鍋爐進(jìn)行了設(shè)計。因為測得煙氣平均全壓 P=，約為一個大氣壓。 K) OH2 （汽）的比熱 pC （ OH2 ） =(kg K) 煙氣的質(zhì)量流量 vm GG ?? ， ? =，計算結(jié)果為?vG 3/h， ?G Nm3/h,mG =2610kg/h. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣的速度 AGV 360000 ?=煙氣放出熱量 tCGQ m?? (42) = 2610 350=1083411kg/h= 折算為的飽合蒸汽 為 1083411kg/h247。該余熱回收裝置具有 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 結(jié)構(gòu)簡單、熱效率高、運行壽命長、安全可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點。為提高管內(nèi)的換熱系數(shù)，本設(shè)計中每臺余熱鍋爐的進(jìn)水量 mq 取為 6t/h。則鍋爐上方寬度為 B=923mm。 s； ou — 煙氣在殼程最窄處的流速， m/s； Pr— 普朗特數(shù)， ； od — 傳熱面的特征尺寸， ； ? — 煙氣的密度， ； 殼程內(nèi)煙氣流速計算如下： 殼程流通面積： S=B L－ N（ L od ＋ 2 88l td ） = － 8（ ＋ 176 ） =－ = 2m 殼程煙氣流速： SGu vo? = / m hm = sm/ 則： ??ooud?Re ????? ? ?Nu 3 7 ??? = of dNua ??? ?? ? W/(㎡ DittusBoelter公式 ： Fdk llilm ac ?? (46) ForsterZuber公式： spttCk swgllpllm i c ???????????? )(0 0 1 2 ?????? (47) 式中： lk — 水在飽和溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)， (m s； ? — 水在在飽和溫度下的汽化潛熱， ]15[ ； swtt, — 分別為壁溫和蒸發(fā)溫度， 200℃和 150℃； p? — 相應(yīng)于 sww ttt ??? 這一溫差的飽和線上的壓差， ； x — 干度； 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 s— 抑制系數(shù)，查圖 42 ]14[ 可得 s＝ ； 已知預(yù)熱鍋爐進(jìn)水流量 mq =6t/h，額定蒸發(fā)量 zq 為 熱鍋爐在滿負(fù)荷下，針形管內(nèi)的干度： ??? mzqqx liml dxq ? )1(Re ?? = )1211(6000??? = 105 )()()1(gllgtt x xX ?????? = 69171211211 ???????????????????????? ???= 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 解得 x =1/12． lRe = 105． ttX =，所以 F=1．將各數(shù)據(jù)代入式（ 46）、 (47)得： Fdk llilm ac ?? = ? ? ???=(㎡ K)．所以管內(nèi)對流換熱系數(shù) ? =(㎡ K/W。 K)， L使用單米長進(jìn)行計算，計算得： wR = ?? ㎡ K/W. 總對流換熱系數(shù) 針肋傳熱效率的選取 ctf lkdmh?4? (49) 式中： f? — 煙側(cè)對流換熱系數(shù)， (㎡ fbo FFA ?? LdNA ii ?? LdN ldndnNnLdNAA i tLttLoio ??? 124/2 ??? Ld ldndnnLd i tLttLo 124/2 ??? ? ))(1(1)1(1ioiwfof AARRRK??? ????? 1145 ??????? ???????????? ?? ??? 經(jīng)計算 ?ioAA ．所以總傳熱系數(shù) K =(㎡ 該余熱鍋爐的附件設(shè)計包括余熱鍋爐進(jìn)氣口出氣口的設(shè)計、接管集箱的設(shè) 計、法蘭的選型。所以改設(shè)集箱的直徑為65mm，所計算得出的集箱內(nèi)的流速為 。本項目估算沒有考慮燃?xì)鈾C組排氣余熱利用的投資，所有投資全部一期一次性完成。本項目完全是利用本公司焦?fàn)t生產(chǎn)過程中剩余荒煤氣，按照稅收優(yōu)惠政策，自生產(chǎn)經(jīng)營之日起，免征所得稅 5年， 5年后所得稅稅率按 25%計提。 5) 工程每人每年工資及福利按 ，工程投產(chǎn)后為保證機組 24小時運行，所需要的工作人員大概預(yù)計為 50人，年支出至少為 150萬元。它是考察項目在財務(wù) 上的投資回收能力的主要靜態(tài)評價指標(biāo)。從敏感性分析看，項目前期需要大量的資金提供，有一定的風(fēng)險，后期 回報高，具有一定的抗風(fēng)險能力。 節(jié)能評估 煤氣消耗量的計算 本項目按一期全部建成考慮：一期上 16臺 500GFRJ燃?xì)鈨?nèi)燃機，但是實際使用臺數(shù)為 15臺，總發(fā)電功率為 7500k