【正文】 . 8 煤氣中焦油霧的清除 ............................................... 9 煤氣中硫的清除 ................................................... 9 第三章 發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備選型 .................................... 11 公司情況介紹 ....................................................... 11 方案選擇 ........................................................... 11 設(shè)計(jì)及選型 ......................................................... 13 發(fā)電機(jī)組的選型 .................................................. 13 主要技術(shù)參數(shù) .................................................... 14 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組主要性能特點(diǎn) ........................................ 15 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)尾氣余熱的利用 ........................................... 16 第四章 余熱鍋爐設(shè)計(jì) ............................................... 18 煙氣參數(shù)的計(jì)算 ..................................................... 18 余熱鍋爐換熱系數(shù)的計(jì)算 ............................................. 19 管外對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算 ......................................... 20 管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù) ................................................ 21 總換熱系數(shù)的計(jì)算 ................................................ 24 阻力計(jì)算 ........................................................... 27 余熱鍋爐外形設(shè)計(jì)與外部附件選型 ..................................... 27 第五章 節(jié)能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) .......................................... 28 投資估算 .......................................................... 28 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估 ...................................................... 29 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) .................................................. 29 評(píng)價(jià)結(jié)論 ...................................................... 30 節(jié)能評(píng)估 .......................................................... 30 煤氣消耗量的計(jì)算 .............................................. 30 發(fā)電量 計(jì)算 ................................................... 30 余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽量計(jì)算 ...................................... 30 節(jié)能計(jì)算 ...................................................... 31 第 六章 全文總結(jié) ..................................................... 32 論文的結(jié)論 ......................................................... 32 進(jìn)一步展望 ......................................................... 32 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................ 34 致 謝 ................................................................... 35 附錄一：外文翻譯及原文 附錄二： CAD圖紙 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第一章 緒 論 我國(guó)焦?fàn)t煤氣的利用現(xiàn)狀 我國(guó)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(dú)立焦化廠和土焦企業(yè)。因此，獨(dú)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(guó)一次能源消費(fèi)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(shuō)明中國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在今后一段時(shí)間內(nèi)難以改變。 ( 3 ) 以煤為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染和破壞 我國(guó)長(zhǎng)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(guó)已于 2021 年 9 月加入了京都議定書(shū)，雖然目前還沒(méi)有減排 2CO 的任務(wù)，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，必然要在未來(lái)承擔(dān)一定的減排義務(wù)。為實(shí)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(duì)其尾氣中余熱利用的問(wèn)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(jià)格、產(chǎn)品價(jià)格和產(chǎn)品產(chǎn)量的敏感性分析，評(píng)價(jià)了規(guī)模擴(kuò)大對(duì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性的影響，針對(duì)不同規(guī)模的焦化廠，選出了最佳投資項(xiàng)目。 3）煉焦 將配合好的煤裝入煉焦 爐的炭化室，在隔絕空氣的條件下通過(guò)兩側(cè)燃燒室加熱干餾，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，最后形成焦炭。 C，首先需要經(jīng)過(guò)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。 煤氣中硫的清除 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(chǔ)存輸送設(shè)施，還會(huì)污染廠區(qū)環(huán)境。干法脫硫具有工藝簡(jiǎn)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(diǎn)，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(huì)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(lái)。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(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大。系統(tǒng)的主要設(shè)備是燃?xì)馊紵鳌㈠仩t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(dòng)機(jī)、變壓器和控制系統(tǒng)，工藝流程比較復(fù)雜。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(diǎn)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(duì)氣體的品質(zhì)要求不高，對(duì)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(jià)也比較低。 發(fā)電機(jī)組的選型 發(fā)電機(jī)組設(shè)備選用勝利油田動(dòng)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(gè)方面： (1)可適用于含 2H 量較高的燃?xì)獬煞?,采用多點(diǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)。這幾種型號(hào)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(xiàng)目 單位 120GF153T 400GFT 500GFRJ 1200GFT 2021GFT 額定輸出功率 kw 120 400 500 1200 2021 發(fā)動(dòng)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） 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(hào)為 500GFRJ 的機(jī)組應(yīng)用最為廣泛，其技術(shù)成熟，性價(jià)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(diǎn)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(jì)算所得 375℃的煙氣各成分的密度 ： 2co?= 3/mkg 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 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(tái)針形余熱鍋爐的額定蒸發(fā)量?jī)H ，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(dòng)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(duì)比較清潔，其污垢系數(shù) oR 取 ㎡ 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(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算， 1m； Ln — 針形管軸向單米長(zhǎng)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(zhǎng)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(jì)算依據(jù)的傳熱系數(shù)可表示為： f? mh 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ))(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