【正文】 發(fā)電的研究意義 .......................................................................... 2 燒結(jié)余熱發(fā)電的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ..................................................................... 4 國外研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 4 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .............................................................................................. 5 存在問題 ...................................................................................................... 8 發(fā)展趨勢 ...................................................................................................... 9 課題研究方法及研究內(nèi)容 ................................................................................. 9 研究內(nèi)容 ...................................................................................................... 9 研究方法 ..................................................................................................... 10 課題預(yù)期目標(biāo) ................................................................................................... 10 2 燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)熱力參數(shù)優(yōu)化模型 ........................................................ 11 熱力參數(shù)優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù) ............................................................................... 11 燒結(jié)余熱發(fā)電熱力參數(shù)優(yōu)化模型邊界條件的特殊性 ................................... 12 余熱鍋爐入口熱廢氣溫度 ........................................................................ 12 燒結(jié)冷卻機(jī)熱廢氣工藝性波動(dòng)條件 ........................................................ 12 主蒸汽溫度的波動(dòng)幅度及副汽壓力的波動(dòng)幅度 .................................... 13 乏汽干度 .................................................................................................... 13 燒結(jié)礦冷卻終溫 ........................................................................................ 13 熱力參數(shù)優(yōu)化過程的結(jié)果 ............................................................................... 13 熱力參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型建立 ..................................................................... 13 蒸汽參數(shù)優(yōu)化過程 ..................................................................................... 15 計(jì)算結(jié)果及優(yōu)化分析 .................................................................................... 15 河北 聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)論文目錄 IV 主蒸汽溫度的優(yōu)化 ..................................................................................... 15 主蒸汽壓力的優(yōu)化 ..................................................................................... 16 窄點(diǎn)溫差的優(yōu)化 ......................................................................................... 16 排汽干度的優(yōu)化 ......................................................................................... 17 補(bǔ)汽壓力的優(yōu)化 ......................................................................................... 18 3 燒結(jié)余熱雙壓系統(tǒng)幾種結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 .................................................................... 19 雙壓熱力循環(huán)系統(tǒng)有無低壓過熱器的比較 .................................................... 19 3. 2 雙壓熱力循環(huán)系統(tǒng)有無低壓省煤器的比較 ................................................... 20 3. 3 雙壓熱力循環(huán)系統(tǒng)有無給水預(yù)熱器的比較 ................................................... 23 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 28 致 謝 ............................................................................................................................ 30 河北 聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)論文引言 1 引 言 最近幾年，燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)作為鋼鐵企業(yè)二次能源利用的核心技術(shù)受到國家的高度重視。 論文 簡要介紹了燒結(jié)余熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)流程 ,并在燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)熱力參數(shù)優(yōu)化過程中 提出了以余熱有效利用率來評價(jià)燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)的性能。面對日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)，各國在開發(fā)新的能源替代方式的同時(shí)，都在積極地研究節(jié)能技術(shù)。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國燒結(jié)工序余熱利用率還不足 30%，與發(fā)達(dá)國家差距非常大，整個(gè)燒結(jié)工序能耗與先進(jìn)國家差距也是非常大的 ??1 。 而且國內(nèi)先進(jìn)水平與國外先進(jìn)水平相比，能耗高 ％ ，差距也較大。燒結(jié)余熱回收系統(tǒng)對節(jié)約資源 ， 改善生產(chǎn)條件 ， 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)起 到積極作用 ， 同時(shí)可降低燒結(jié)生產(chǎn)成本 ，給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。為了獲得最大的余熱發(fā)電量，燒結(jié)余熱發(fā)電應(yīng)該采取的措施是：用較高溫度的廢氣生產(chǎn)較高參數(shù)的主蒸汽，然后再用較低參數(shù)的廢氣生產(chǎn)較低參數(shù)的低壓蒸汽或熱水。該方法既可改善表層燒結(jié)礦的質(zhì)量， 又可利用換熱器的熱空氣 (300～ 400℃ )進(jìn)行熱風(fēng)燒結(jié)，節(jié)省固體燃料 %。熱管技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)余熱回收利用新技術(shù)。二號燒結(jié)機(jī)投產(chǎn)后，自行開發(fā)了主排風(fēng)煙氣廢熱和環(huán)冷機(jī)燒結(jié)礦顯熱回收裝置，與余熱鍋爐連接產(chǎn)生蒸汽，參與全廠蒸汽平衡。每臺余熱鍋爐配一臺引風(fēng)機(jī)。廢氣鍋爐采用臥式自然 循環(huán)汽包爐 ， 汽輪發(fā)電機(jī)組采用多級 沖動(dòng) 混壓 凝汽式。 另外昆鋼三燒、昆鋼集團(tuán)玉溪新興鋼鐵廠燒結(jié)余熱電站也于近期投入運(yùn)行，國內(nèi)還有多個(gè)燒結(jié)余熱電站正在建設(shè)當(dāng)中。 3. 熱熱源的連續(xù)性難以保證 熱源的連續(xù)性是對余熱進(jìn)行有效回收的必要條件。鋼鐵行業(yè) 余熱發(fā)電 則將是一個(gè)大蛋糕，十二五將迎來發(fā)展期 ??3 。 研究方法 課題研究主要是開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究，理論與實(shí)踐相結(jié)合， 論文 是 根據(jù) 濟(jì)鋼第二燒結(jié)廠 320m2 燒結(jié)機(jī)余熱發(fā)電 系統(tǒng)優(yōu)化研究， 通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)及技術(shù)資料，結(jié)合自身所學(xué) 燒結(jié)余熱鍋爐的 相關(guān)理論，了解 燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電循環(huán)系統(tǒng) 當(dāng)前發(fā)展概況 ， 并以此為基礎(chǔ)對 系統(tǒng) 的 的主蒸汽參數(shù)、主蒸汽壓力、排煙溫度等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)在此優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上 提出以余熱有效利用率 (即單位進(jìn)口煙氣熱量發(fā)電功率 ) 來評價(jià)余熱發(fā)電系統(tǒng)的效率 。 余熱發(fā)電功率： 3 6 0 0])()([ , fboutbnibzoutzinztu r b in e hhDhhDP ??? ??????? ? (2) 式中： turbineP — 為汽輪機(jī)發(fā)電功率， kW； zD — 為主蒸汽量， t/h； znih, — 為主蒸汽進(jìn)汽焓， kgkJ ； outh — 為汽輪機(jī)排汽焓， kgkJ ； bD — 為補(bǔ)汽量， t/h； bnih, — 為補(bǔ)汽進(jìn)汽焓， kgkJ ； 河北 聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)論文 12 z? — 為汽輪機(jī)主蒸汽做功效率， %； b? — 為汽輪機(jī)補(bǔ)汽做功功率， %； f? — 為發(fā)電機(jī)效率， % 余熱有效利用率： ])3600([ inturbine qP?? %100? ????????????? (3) 余熱有效利用率消除燒結(jié)礦形成熱、余熱煙氣溫度及煙氣量等因素對發(fā)電量的影響，可用于不同余熱發(fā)電系統(tǒng)之間的性能對比。 乏汽干度 乏汽干度對汽輪機(jī)的安全性、汽輪機(jī)造價(jià)、汽輪機(jī)相對內(nèi)效率均有顯著影響，一般純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)要求乏汽干度不低于 ，由于燒結(jié)余熱發(fā)電系統(tǒng)波動(dòng)性較大，所以為了防止系統(tǒng)在低負(fù)荷時(shí)乏汽干度過低，乏汽干度設(shè)計(jì)值要求不低于 。 預(yù)加熱器的換熱方程： ))()(1()( 76 gysdzthyy hhDDDiiG ?????? ?? ??????????? (8) 式中： 7yi — 為預(yù)加熱器出口煙氣比焓， kgkJ ； yh — 為預(yù)加熱器出口水比焓， kgkJ ； gh — 為余熱鍋爐給水比焓， kgkJ 。在余熱鍋爐進(jìn)口煙氣溫度為 375℃ 同等工況下，主蒸汽從 增加至 ， 余熱有效利用率 ? 隨壓力提高先較快增加，隨后變化漸緩 ，存在最佳主蒸汽壓力 為 。河北 聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)論文 18 同時(shí)汽輪機(jī)的進(jìn)汽比容減小，高壓葉片損失增加，汽輪機(jī)的內(nèi)效率也降低。經(jīng)計(jì)算，最后得出 余熱有效利用率 比有過熱器時(shí)增加了 %左右 ，我們可以得出結(jié)論同樣參數(shù)的情況下，無過熱器時(shí)的 余熱有效利用率 比有過熱器時(shí)要高。 結(jié)論：此種情況下，無論有無給水預(yù)熱器，無低壓省煤器的結(jié)構(gòu)均比有低壓省煤器的結(jié)構(gòu)低壓蒸發(fā)量高 ％左右，發(fā)電量高 ％左右，同時(shí)排煙溫度高6℃左右。 無省煤器的比有省煤器：低壓蒸發(fā)量降低了 ，降低了 %。 河北 聯(lián)合大學(xué) 畢業(yè)論文 23 2. 3 雙壓熱力循環(huán)系統(tǒng)有無給水預(yù)熱器的比較 燒結(jié)余熱雙壓發(fā)電系統(tǒng)在有、無給水預(yù)熱器如圖 10 所示： 圖 9 改進(jìn)前燒結(jié)余熱熱力系統(tǒng)流程圖 圖 10 改進(jìn)后燒結(jié)余熱熱力系統(tǒng)流程圖 首先我們理解給水預(yù)熱器的含義，顧名思義就是將給水進(jìn)行加熱的一種設(shè)備，熱源來源于廢氣。 表 11 有低壓省煤器時(shí)有無給水預(yù)熱器對各參數(shù)的影響 有低壓省煤器時(shí)的情況 低壓蒸發(fā)量/(t/h) 裝機(jī)容量/(KW) 余熱有效利用率 (%) 排煙溫度 /℃ 干度 無給水預(yù)熱器 有給水預(yù)熱器 有給水預(yù)熱器與無給水預(yù)熱器相比較， 余熱有效利用率提高了 %， 同時(shí)排煙溫度降低了 ℃。排煙溫度降低了 ℃。所以 在不需要煙風(fēng)循環(huán)時(shí)，加給水預(yù)熱器是相當(dāng)必要的 ??1