【正文】 .......................................................................................................... 30 結(jié)論 ....................................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 32 謝辭 ....................................................................................................................................... 33 附錄 1..................................................................................................................................... 34 附表 1 余熱鍋爐熱力計(jì)算匯總表 ........................................................................................ 35 附表 2 汽輪機(jī)熱力計(jì)算匯總表 ............................................................................................ 36 附表 3 連續(xù)排污、 定期排污擴(kuò)容器選擇 ............................................................................ 37 120kt/a 硫酸生產(chǎn)線余熱電站設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 研究背景 中國是一個(gè)能源大國，但同時(shí)也是一個(gè)耗能大國。無論哪種制酸工藝，其生產(chǎn)都有大量熱釋放 [2]。 （ 2）國家政策大力支持和推廣余熱利用。因此采用的焙燒爐生產(chǎn)過程中回收熱能資源充足。 （ 6） 管道系統(tǒng)確定及 防腐及保溫。 影響沸騰爐焙燒溫度變化的主要因素是投礦量、礦料的含硫量及水分，以及空氣加入量。 該工段余熱分 3 部分加以回收 [10]： （ 1） 焙燒爐的移出熱量 。 120kt/a 硫酸生產(chǎn)線余熱電站設(shè)計(jì) 5 圖 23 焙燒爐余熱鍋爐熱量回收系統(tǒng) （ 3） 高溫爐渣 。 吸收工段余熱回收 濃硫酸吸收工段產(chǎn)生的熱量回收是世界性技術(shù)難題，主要濃硫酸通常具有強(qiáng)烈的腐蝕性。也有人把這類鍋爐稱為“余熱鍋爐”。 強(qiáng)制循環(huán)與自然循環(huán)的比較 強(qiáng)制鍋爐與自然循環(huán)的比較如表 31 所示。因受熱面不能有拐彎死角，所以外形龐大，占地面積大，金屬消耗量大。 停電時(shí)需要采取保護(hù)措施來保證安全。 靠循環(huán)泵強(qiáng)制爐水循環(huán)，熱均勻性好，對(duì)熱負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)，傳熱效率高，可迅速升溫、降溫，適合硫酸系統(tǒng)頻繁開停車要求。t6Cp6t(V)1(1G ???????? 損 （ 33） 式中： γ—— ， 253℃水的氣化潛熱，γ =； G1—— 蒸發(fā)器蒸發(fā)量， 12500kg/h； t6—— 蒸發(fā)器進(jìn)口溫度， 771℃； t39。7=(m3?℃ ) （ 5）比較 t39。 式中： Q—— 余熱載體是氣體； C—— 含塵類； F—— 腐蝕類； 38—— 煙氣流量， 38000m3/h； 920—— 煙氣溫度，℃； 17—— 鍋爐額定蒸發(fā)量， t/h； —— 額定壓力， ； 450—— 額定蒸汽溫度，℃。 汽輪機(jī)選型計(jì)算 原始數(shù)據(jù) 額定 進(jìn)汽溫度 ： 435℃ 額定 進(jìn)汽 壓力： 額定進(jìn)氣量： 17t/h 鍋爐給水參數(shù)： 104℃， 6MPa 補(bǔ)水參數(shù)： 20℃ (飽和水 ) 汽輪機(jī)排汽壓力： 汽輪機(jī)排汽干度： 93% 汽輪機(jī)系統(tǒng)簡圖 汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)簡圖如圖 41 所示。 福州大學(xué)至誠學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 5 章 連續(xù)排污擴(kuò)容器、定期排污擴(kuò)容器的計(jì)算及選擇 為了 控制鍋爐鍋水的水質(zhì)符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，使?fàn)t水中雜質(zhì)保持在一定限度以內(nèi)，需要從鍋爐中不斷地排除含鹽、堿量較大的爐水和沉積的水渣、污泥、松散狀的沉淀物，這個(gè)過程就是鍋爐排污。通常中壓鍋爐配用工作壓力為 的一級(jí)連續(xù)排污擴(kuò)容器系統(tǒng)。 解得： V1=+ = ① 排污率為 3%。DDV ???? （ 56） 式中： Dpb—— 定期排污水量， Dpb=17000%60=2040kg/h① ； υ39。 福州大學(xué)至誠學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第 6 章 給水泵、循環(huán)熱水泵 及除氧器的 選擇 給水泵選擇 鍋爐給水泵流量 Q 計(jì)算 Q=K? (Q1+Q2) (61) 式中： Q1—— 所供鍋爐額定出力時(shí)總給水量， m3/h① ； Q1=G/ρ =17510/955= Q2—— 其他用水量，如減溫器等用水， 0m3/h； K—— 附加系統(tǒng)（ K： ~） ,取 K=。工作蒸汽壓力為 (水溫 104℃ )稱為低壓熱力除氧器；工作壓力為≧ （水溫≥ 145℃）稱為低壓除氧器。 （ 3） 解析出氧 解吸除氧是基于亨利定律，將無氧的氣體與待除氧的給水強(qiáng)烈混合，使溶解在水中的氧氣析出至氣體中去，從而使鍋爐給水達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 噴霧式熱力除氧器具有體積小、重量輕、除氧效果好和對(duì)積水溫度要求低的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛采用。 ① G 為鍋爐給水量，為 17510kg/h；ρ為 104℃， 6MPa 時(shí)水 的密度， 955kg/m3。 ① 定期排污率為 %，排污時(shí)間定為 1min。 鍋爐定期排污率一般取為鍋爐蒸發(fā)量的 %~%或者更多一些。—— 擴(kuò)容器壓力下蒸汽比容， 查表 υ39。定期排污操作過程時(shí)間短暫，應(yīng)當(dāng)選擇在鍋爐高水位、低負(fù)荷或壓火狀態(tài)時(shí)進(jìn)行排污。 （ 3）抽汽參數(shù)的確定： 查出型號(hào)后可確定抽汽參數(shù)：一級(jí)抽汽壓力 ，抽汽溫度為 235℃ 。還可以利用汽輪機(jī)的排氣或者中間抽氣。7≠ t7，則需重新假設(shè)蒸發(fā)器蒸發(fā)量 G1再進(jìn)行計(jì)算，直至 t39。 16677?????????損 （ 4） 用試差法計(jì)算 t39。 解得： 4h2h H2G ?? = 440281010786728? = 4476kJ/kg 蒸發(fā)器蒸發(fā)量 G1計(jì)算 （ 1）假設(shè) G1=12500kg/h 根據(jù)余熱鍋爐過熱器熱平衡方程可得： ? ? )CptCpt(V)1(2h1hG 665 5 ???????? 損 （ 32） 式中： G—— 鍋爐總蒸發(fā)量， G=G1+G2=12500+4476=16976， kg/h； h1—— 過熱器出口焓， 3345kJ/kg； h2—— 汽包內(nèi)飽和蒸汽焓， 2810kJ/kg； η 損 —— 鍋爐散熱損失，η 損 =1%； 狀態(tài)點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 溫度（℃） 450 253 253 104 920 ? 400 壓力（ MPa） 6 水汽焓（ kJ/kg） 3345 2810 2810 440 煙氣比熱（ kJ/m3?℃ ） ? 福州大學(xué)至誠學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 V—— 煙氣量， 38000Nm3/h； t5—— 過熱器出口溫度， 920℃； t6—— 過熱器出口溫度，℃； Cp5—— 過熱器進(jìn)口煙氣平均定壓比熱， (m3?℃ )； Cp6—— 過熱器出口煙氣平均定壓比熱， kJ/(m3?℃ )。 可大型化。 5 無循環(huán)泵，操作簡單。并且檢修不方便。不過蒸汽壓力和汽量很大時(shí)，鍋爐的汽包殼體需要很厚，體積龐大，制造、運(yùn)輸、安裝、布置和檢修都比較困難。在過去，工業(yè)過程中許多余熱是未加以充分利用即行浪費(fèi)掉的。 （ 1） 轉(zhuǎn)化工段熱量回收系統(tǒng)如圖 33 所示。 圖 22 焙燒爐熱量回收系統(tǒng)圖 （ 2） 設(shè)置余熱鍋爐 。 爐底壓力波動(dòng) ，會(huì)直接影響進(jìn)入爐內(nèi)的空氣量，隨后爐溫也會(huì)波動(dòng)，一般用連續(xù)均勻排渣來控制爐底壓力穩(wěn)定 [8]。mol） 故每摩爾 SO2生成時(shí)放熱為 △ H= （ 2） 余熱鍋爐熱力計(jì)算及選型。 可利用余熱能源進(jìn)行發(fā)電，利益相當(dāng)可觀。現(xiàn)在全國不少硫酸廠已安裝了余熱發(fā)電機(jī)組。 能源在一個(gè)國家的發(fā)展和繁榮過程中扮演著十分重要的角色 [1]。 （ 3）通過計(jì)算排污量，為連續(xù)排污擴(kuò)容器和定期排污擴(kuò)容器選型。但是現(xiàn)實(shí)中生產(chǎn)硫酸過程中有大量熱能未被利用而排放，照成能源的損失。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其他同志對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨(dú)立完成。通過 硫鐵礦生產(chǎn)硫酸約占硫酸總量的 70%左右。再通過煙氣的進(jìn)出口參數(shù)以及蒸汽的進(jìn)出口參數(shù)，計(jì)算余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量，從而為余熱鍋爐選型。能源的浪費(fèi)嚴(yán)重影響著生產(chǎn)效率，制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。等若能充分利用該余熱，無論對(duì)世界能源、國家發(fā)展、企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)都有重大意義。 （ 3） 08 年國內(nèi)余熱鍋爐企業(yè)銷售額約 34 億元， 13 年國內(nèi)余熱鍋爐市場容量將達(dá) 280億元，國際市場約 400 億元，市場前景廣闊。余熱回收利用的好，可降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品市場競爭力。 120kt/a 硫酸生產(chǎn)線余熱電站設(shè)計(jì) 3 第 2 章 硫鐵礦制硫酸工藝 及余熱回收原理 硫鐵礦制硫酸工藝原理 硫鐵礦在沸騰 爐 內(nèi)焙燒，產(chǎn)生 SO2的爐氣，該爐氣經(jīng)過凈化再利用高濃度的 H2SO4進(jìn)行干燥，干燥后的 SO2與 O2在催化劑作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)化，生成 SO3氣體， SO3氣體在吸收塔中被循環(huán)噴淋的濃硫酸吸收而生成硫酸，而爐氣中為轉(zhuǎn)換的 SO2經(jīng)尾氣吸收處理，達(dá)標(biāo)后排放。生產(chǎn)上為了保持爐溫穩(wěn)定，通常需要作到三個(gè)穩(wěn)定，即穩(wěn)定空氣量、礦石組成和投礦量。 硫鐵礦制酸中，沸騰了內(nèi)溫度一般控制在 950~1000℃ 。 我國硫鐵礦品位普遍較低，相應(yīng)排出渣塵量較大，帶走的熱量也較多，目前國內(nèi)焙燒爐排出的溢流渣和低渣大都用滾筒冷渣機(jī)進(jìn)行冷卻，這種技術(shù)比較成熟，回收余熱同時(shí)，消耗很少的水、電 [11]。所以要做成既耐腐蝕又有良好低溫傳熱性能的換熱設(shè)備，技術(shù)難度很大。 余熱 鍋爐汽水流動(dòng)方式的選擇 自然循環(huán) 自然循環(huán)的汽水介質(zhì)，是依靠水與汽的混合物的密度差而循環(huán)流動(dòng)的。 120kt/a 硫酸生產(chǎn)線余熱電站設(shè)計(jì) 7 31 強(qiáng)制循環(huán)與自然循環(huán)的比較表 序號(hào) 自然循環(huán) 強(qiáng)制循環(huán) 1 難以采用強(qiáng)力振動(dòng)或振打清灰裝置，也不能采用蒸汽或空氣吹灰。 可采用較小管徑，傳熱效果好，金屬耗量僅為自然循環(huán)鍋爐的 2/3作用，占地面積一般較小。 7 循環(huán) 可靠性較差，如受熱面布置不當(dāng)，或煙溫、煙氣量變動(dòng)時(shí)，局部地方可能無水循環(huán)而過熱爆管。 福州大學(xué)至誠學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 余熱鍋爐流動(dòng)方式選擇 參考表 31，結(jié)合兩者優(yōu)缺點(diǎn)，選擇強(qiáng)制循環(huán)的余熱鍋爐。7—— 實(shí)際蒸發(fā)器出口溫度，℃； Cp6—— 蒸發(fā)器進(jìn)口煙氣平均定壓比熱， (m3?℃ )； C