【正文】 ............. 2 ............................... 3 ................................. 5 第二章 焦?fàn)t煤氣的基本工藝和凈化 ......................... 7 焦?fàn)t煤氣的特點 ..................................... 7 焦?fàn)t煤氣的工藝流程 ................................. 7 ..................................... 9 焦?fàn)t煤氣的初冷和焦油氨水的分離 ................. 9 煤氣中焦油霧的清除 ............................ 10 煤氣中硫的清除 ............................... 10 第三章 發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型 .......................... 12 公司情況介紹 ...................................... 12 方案選擇 ......................................... 12 設(shè)計及選型 ....................................... 14 發(fā)電機(jī)組的選型 ............................... 15 主要技術(shù)參數(shù) ................................. 16 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組主要性能特點 ...................... 17 .......................... 18 第四章 余熱鍋爐設(shè)計 .................................. 20 煙氣參數(shù)的計算 .................................... 20 余熱鍋爐換熱系數(shù)的計算 ............................ 21 管外對流換熱系數(shù)的計算 ....................... 22 管內(nèi)對流換熱系數(shù) .............................. 23 總換熱系數(shù)的計算 .............................. 26 .......................................... 30 ..................... 30 第五章 節(jié)能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價 ............................... 32 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 投資估算 ........................................ 32 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估 ..................................... 33 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價 ................................ 33 評價結(jié)論 .................................... 34 節(jié)能評估 ........................................ 34 煤氣消耗量的計算 ............................ 34 發(fā)電量計算 .................................. 35 余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量計算 .................... 35 節(jié)能計算 .................................... 35 第六章 全文總結(jié) ....................................... 36 ........................................ 36 ........................................ 37 參 考 文 獻(xiàn) ............................................. 38 致 謝 ................................................... 40 附錄一：外文翻譯及原文 附錄二： CAD圖紙 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第一章 緒 論 我國生產(chǎn)焦炭的企業(yè)類型主要有：鋼鐵企業(yè)附屬的焦化廠、城市煤氣廠、以生產(chǎn)焦炭為主的獨立焦化廠和土焦企業(yè)。因此，獨立焦化廠的這部分焦?fàn)t煤氣可認(rèn)為是待利用的資源。 （ 1）焦化廠將焦?fàn)t煤氣用于加熱焦?fàn)t的燃料； （ 2）軋鋼廠將凈化后的焦?fàn)t煤氣用作燃料； （ 3）焦?fàn)t煤氣用作城市煤氣； （ 4）焦?fàn)t煤氣用作化工原料合成氨； （ 5）焦?fàn)t煤氣 用作苯加氫的氫源； （ 6）焦?fàn)t煤氣用于鍋爐和蒸汽輪機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電； （ 7）焦?fàn)t煤氣制甲醇； （ 8）焦?fàn)t煤氣還原生產(chǎn)海綿鐵； （ 9）焦?fàn)t煤氣用于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)體積較小，輔助系統(tǒng)少，占地面積一般較其他類型電廠少，可節(jié)約寶貴的土地資源。 （ 8）廠用電率低。 雖然從 1991 年至 2021 年，煤炭在我國一次能源消費中的比例是逐年下降的 ]76[? ，如圖 11 所示，但 2021年以 后，該比例是逐年上升的，這說明中國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在今后一段時間內(nèi)難以改變。 ( 3 ) 以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染和破壞 我國長期以煤炭作為能源利用的主體，造成的大氣污染十分嚴(yán)重。我國已于 2021 年 9 月加入了京都議定書，雖然目前 還沒有減排 2CO 的任務(wù)，但從長遠(yuǎn)來看，中國作為一個負(fù)責(zé)任的大國，必然要在未來承擔(dān)一定的減排義務(wù)。為實現(xiàn)資源的綜合利用，本文以此為研究課題，著重研究了利用焦?fàn)t煤氣發(fā)電的可行性以及對其尾氣中余熱利用的問題，以期最大限度地提高焦?fàn)t煤氣資源的利用數(shù)量和效率。研究了系統(tǒng)產(chǎn)品成本的分?jǐn)偡椒?，進(jìn)行了燃料 ( 原料 )價格、產(chǎn)品價格和產(chǎn)品產(chǎn)量的敏感性分析，評價了規(guī)模擴(kuò)大對項目經(jīng)濟(jì)性的影響，針對不同規(guī)模的焦化廠，選出了最佳投資項目。 3）煉焦 將配合好的煤裝入煉焦?fàn)t的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng)過一定時間，最后形成焦炭。 C，首先需要經(jīng)過初步冷卻，將煤氣溫度降至 2235176。另有約占所放出總熱量的 10%的熱量有集氣管表面散失。 煤氣進(jìn)入初冷器的溫度仍然很高，且含有大量的水汽和焦油氣，需在冷卻器中冷卻到 2235176。 焦?fàn)t煤氣中所含的硫化氫、氰化氫以及氨是有害的物質(zhì)，他們腐蝕化學(xué)產(chǎn)品回收設(shè)備及煤氣儲存輸送設(shè)施，還會污染廠區(qū)環(huán)境。干法脫硫具有工藝簡單、成熟可靠、可以較完全的除去煤氣中的 SH2 和大部分氰化氫等優(yōu)點，所以至今一直得到采用，焦?fàn)t煤氣的干法脫硫較多采用的是氫氧化鐵法。如腐殖酸類類的含量大于 1%，將會引起脫硫劑的的氧化，從而降低其硫容量和反應(yīng)速度，進(jìn)而可能由于硫磺菌的作用，而使硫從已形成的硫化物中的 SH2 形態(tài)分解出來。但是箱式脫硫裝置設(shè)備比較笨重，占地面積大，需要更換脫硫劑時勞動強(qiáng)度大。系統(tǒng)的主要設(shè)備是燃?xì)馊紵?、鍋爐本體、化學(xué)水系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、蒸汽輪機(jī)、冷凝器、冷卻塔、發(fā)動機(jī)、變壓器和控制系統(tǒng)，工藝流程比較復(fù)雜。 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 但是，目前燃?xì)廨啓C(jī)在性能、可靠性和壽命方面都不盡人意。 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)最突出的優(yōu)點正是發(fā)電效率比較高，其次是設(shè)備集成度高，安裝快捷，對氣體的品質(zhì)要求不高，對于風(fēng)扇水箱式機(jī)組用水量很少，設(shè)備的單位千瓦造價也比較低。 發(fā)電機(jī)組設(shè)備選用勝利油田動力機(jī)械有限公司的產(chǎn)品，其燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面： (1)可適用于含 2H 量較高的燃?xì)獬煞?,采用多點電控噴射技術(shù) ,保證了燃?xì)鈾C(jī)組各缸的充分良好燃燒 ,保證了機(jī)組的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。這幾種型號的燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)主要參數(shù)如表 32 所示： 表 32 主要機(jī)型燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)技術(shù)參數(shù) 項目 單位 120GF153T 400GFT 500GFRJ 1200GFT 2021GFT 額定輸出功率 kw 120 400 500 1200 2021 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Rpm 1000 1000 1000 1000 1000 最小氣源壓力 2/cmkg 能量消耗（低熱的） 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 MJ/kWh 焦?fàn)t煤氣耗量 hrm/3 90 298 325 750 1250 發(fā)電熱效率 % 供熱效率 % 總熱效率 % 熱電比 % 163 175 146 137 140 焦?fàn)t煤氣熱值為 3/NmMJ 這幾種產(chǎn)品中，型號為 500GFRJ 的機(jī)組應(yīng)用最為廣泛，其技術(shù)成熟，性價比高。其經(jīng)濟(jì)效益可觀，環(huán)保效果顯著。 主要由機(jī)體、曲軸、連桿活塞、缸蓋、點火系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等組成。 根據(jù) 前面的分析，焦?fàn)t煤氣在經(jīng)除焦、脫硫及除塵后，可利用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組發(fā)電，其發(fā)電的工藝流程圖如下所示。 余熱鍋爐進(jìn)口煙溫 int =550℃，出口煙溫 outt =200℃ ????? 2 2021502 outinf ttt375℃ 煙氣流速 V=? ，其中 A=㎡。 計算所得 375℃的煙氣各成分的密度： 2co?= 3/mkg 水蒸氣? = 3/mkg 2N? = 3/mkg 2O?= 3/mkg 則根據(jù)各成分所占比例求出煙氣在 375℃下的密度、比熱分別如下： ? =3% 2co? ＋ 15% 水蒸氣? ＋ 64% 2N? ＋ 18% 2O? = 3/mkg pC =3% pC （ 2CO ）＋ 15% pC （ OH2 ）＋ 64% pC （ 2N ） 18%＋ pC （ 2O ） =(kg 由于單臺針形余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量僅 ，如果換熱管內(nèi)飽和水流量取 ，水吸熱氣化后管內(nèi)的換熱系數(shù)將嚴(yán)重下降。 K)； ? — 煙氣的黏度， 106Pa K)； l? — 水在飽和溫度下的密度， 3 ]17[ ； ? — 水在飽和溫度下的表面張力， 510? N/m； l? — 水在飽和溫度下的動力粘度， 106Pa本文研究的針形管余熱鍋爐其管外為從燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)尾氣管內(nèi)排出煙氣，由于燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃燒的是焦?fàn)t煤氣，相對 比較清潔，其污垢系數(shù) oR 取 ㎡ 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 圖 44 針翅效率曲線 管外側(cè)除針肋外的基管面積： )4/( 20 ttLb dnnLdNF ?? ?? (410) 針肋表面積： ldNnF tLf ?12? (411) 其中： N— 換熱器內(nèi)針形管組根數(shù) ； 0d — 針形管外徑 45mm； L— 使用單米長進(jìn)行計算， 1m； Ln — 針形管軸向單米長針肋排數(shù)， ； tn — 針形管周向針肋數(shù) 12根； td — 針肋直徑 6mm； l — 針肋的長度， ； 有效換熱面積： ffb FFF ??? (412) f? — 針肋傳熱效率 以管子外表面積為計算依據(jù)的傳熱系數(shù)可表示為： f? mh 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 ))(1(1)1(1ioiwfof AARRRK??? ????? (413) 式中： oA 為管外總面積， iA 為管內(nèi)總面積。 ??水 mqA?= 2m ?? ?Ar 34mm 在選擇法蘭時 ,采用板式平焊鋼制法蘭（ HGZ05931997），公稱通徑 DN為 65mm，外徑為 76mm。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評