【正文】 價(jià) 年銷售收入 工程建成后，工程合計(jì)年銷售電量 6000萬 kWh,按照國家稅收政策，企業(yè)利用廢水、廢氣 、廢渣等廢棄物為主要原料進(jìn)行生產(chǎn)的，可在 5年內(nèi)減征或者免征所得稅。 投資回收期 靜態(tài)投資回收期是指以項(xiàng)目的凈收益抵償全部投資（固定資產(chǎn)投資、投資方向調(diào)節(jié)稅和流動(dòng)資金）所需要的時(shí)間。從對企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益方面評價(jià)，平均每年新增額外收入 1200 多萬，該投資屬于正發(fā)展有很好的發(fā)展前景，同時(shí)發(fā)電的余熱尾氣所產(chǎn)生的蒸汽也有很好的收益。當(dāng)焦?fàn)t氣低位熱值為 ，燃機(jī)熱 耗為 (kWh)。 該項(xiàng)目投資總額 4978萬元，利潤總額為 1757萬元，所以靜態(tài)投資回收期至少為 。工程投產(chǎn)后電價(jià) /kWh計(jì)，所以前 5年內(nèi)年每銷售收入為 /kWh 6000萬 kWh=3000萬。以上附件的具體尺寸在附錄二余熱鍋爐中給出。 K). 傳熱面 : mtKSQ ?? （ 414） 由于管內(nèi)溫度維持水的蒸發(fā)溫度 150℃，管外煙氣進(jìn)口溫度550?int ℃，煙氣出口溫度 200?outt ℃． maxt? =550℃ 150℃ =400℃，mint? =200℃ 150℃ =50℃．對數(shù)平均溫差： 50400ln50400lnm i nm a xm i nm a x ???????????tttttm℃ （ 415） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 mtKQS ?? = 3?? = 2m 根據(jù)前面設(shè)計(jì)單程針形管表面積： ldtnLds tto ?? ?? = ＋ 12 88 = 2m 計(jì)算所得總管程數(shù)為： sSn 8? = ? 9 煙氣側(cè)阻力損失 余熱鍋爐中煙氣側(cè)的流動(dòng)阻力主要包括摩擦阻力損失、局部阻力損失以及氣體沖刷管束的阻力損失。管內(nèi)為經(jīng)處理的鍋爐給水，由于 mq =6t/h，余熱鍋爐內(nèi)有四排管道，直徑為 id =36mm，所以管內(nèi)水流速度： 管內(nèi)流體速度： ?mv qq ? 3/ /6000 mkg hkg? hm / 3? iV =2414 imdq??= ? = 得管內(nèi)流速 iV =。 K) spttCk swgllpllm i c ???????????? )(0 0 1 2 ?????? ? ? ? ???????????????????? 5 4 1 1 8 9 1 73 1 8 3 0 1 2 ? ? ??? =(㎡ K) 管內(nèi)強(qiáng)制對流沸騰時(shí)，由于產(chǎn)生的蒸汽混入液流，出現(xiàn)多種不同形式的兩相流結(jié)構(gòu)，換熱機(jī)理亦很復(fù)雜。經(jīng)換熱管后的汽水混合物通過汽水分離裝置，飽和水可循環(huán)利用。 kgkJ/ = 余熱鍋爐換熱系數(shù)的計(jì)算 目前 , 我國在余熱鍋爐、燃油、燃?xì)忮仩t和油加熱器的制造以及柴油、天然氣發(fā)電機(jī)、油田使用的注汽鍋爐余熱回收裝置中 , 采用針形管作為換熱、傳熱元件的趨勢正在興起，針形管作為一種新型的強(qiáng)化傳熱原件正在被廣泛采用。 煙氣的成分如下： 表 41 煙氣成分測定結(jié)果 類別 CO CO2 O2 HC NO N2 H2O 比例 / (%) 27 7 4 由于個(gè)別成比例很少，因此按照 3%的 2CO 、 15%的 2O 、 64%的 2N 、 18%的 OH2 （汽）計(jì)算，常壓下 375℃時(shí)各成分的比熱 ]14[ ： 2N 的比熱 pC （ 2N ） =(kg然而，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)的排氣溫度在 500～550℃之間，如直接排放將造成了能量的嚴(yán)重浪費(fèi)。該機(jī)主要性能特點(diǎn)有： (1)采用電控混合技術(shù)：用計(jì)算機(jī)控制合理的匹配空氣與燃?xì)獾谋壤?,可根據(jù)可燃?xì)鉂舛鹊淖兓?，對混合氣空燃比進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)閉環(huán)調(diào)節(jié) ,解決了燃?xì)鈾C(jī)因可燃濃度變化而造成的發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅、爆燃、進(jìn)氣管回火等問題以適應(yīng)焦?fàn)t煤氣濃度變化大、熱值低的特點(diǎn)?？諝? 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 和燃?xì)鈫为?dú)增壓的結(jié)構(gòu)形式大大降低了對燃?xì)獬煞莸囊螅?TEM控制系統(tǒng)提高了機(jī)組的自動(dòng)化程度，確保機(jī)組安全運(yùn)行。根據(jù)該公司每月產(chǎn)焦量可計(jì)算出本設(shè)計(jì)中所需發(fā)電機(jī)組臺(tái)數(shù)，計(jì)算如下： 按照每月 30天計(jì)算： M= 410 247。 (3)發(fā)電效率高 ,系統(tǒng)自耗電少 ,機(jī)組熱效率可達(dá) 32%~35%,若實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供 ,熱效率可達(dá) 80%以上。 通過對比上述三種各方案，將各方案中主要設(shè)備的特點(diǎn)列入下表。二是燃料進(jìn)氣壓力比較大，越是發(fā)電效率高的機(jī)組燃料進(jìn)氣壓力越高，因?yàn)榻範(fàn)t煤氣本身沒什么壓力，這就需要使用燃?xì)鈮嚎s機(jī)，壓縮燃?xì)庑枰拇罅康哪芰?，影響到設(shè)備的實(shí)際輸出功率，一些項(xiàng)目甚至需要消耗燃?xì)廨啓C(jī) 15%～ 20%的功率。燃?xì)馓幚硐到y(tǒng)比較簡單，技術(shù)成熟。其前身為資興礦務(wù)局煤電焦化總 廠，始建于 1958 年，是集洗煤、煉焦、發(fā)電、化工、建材于一體的綜合利用企業(yè)。 按上述要求，脫硫劑可用磨碎的沼鐵礦或鐵屑和鋸木屑按照體積1： 1 的比列混合制成，再加上約 %（質(zhì)量）的熟石灰以使脫硫劑呈堿性（ PH為 8~9），并用水均勻調(diào)濕至含水分 30%~40%。當(dāng)硫在脫硫劑中富集到一定程度后，使 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 脫硫劑與空氣接觸，在有水分存在時(shí)，空氣中的氧將貼的硫化物有轉(zhuǎn)化為氫氧化物并生成單體硫，脫硫劑即得到再生并可繼續(xù)使用。所以，焦?fàn)t煤氣中的硫化氫、氰化氫和氨應(yīng)予清除。 目前國內(nèi)廣泛采用的煤氣初步冷卻的方式有：間接冷卻、直接冷卻和間接 直接冷卻三種。 C 降至 8286176。 煤氣的初步冷卻分兩部進(jìn)行：第一步是在集氣管及橋管中用大量的循環(huán)氨水噴灑，使煤氣的溫度冷卻達(dá)到 8286176。 熄焦方法有干法和濕法兩種。主要 作燃料和化工原料。然后了解焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)的工藝流程和各個(gè)流程基本的工作。黨的“ 十六大”提出中國全面建設(shè)小康社會(huì)， 2020年國內(nèi)生產(chǎn)總值力爭在 2021年基礎(chǔ)上翻兩番 . 為了完成這一目標(biāo)， 我國必須建立可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)、資源、能源和環(huán)境體系，必須走一條符合實(shí)際的，科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少、人力資源得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路。 2021 年，全國 SO2仇排放總量高達(dá) 2549萬噸，居世界第一位，中國酸雨區(qū)已約占全國面積的 30 %。預(yù)計(jì)到 2020年，我國一次能 源需求量至少達(dá) 2533 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比較集中的估計(jì)是 2930億噸標(biāo)準(zhǔn)煤， 其中煤炭消費(fèi)占一次能源比重仍在 60%左右。 能源是人類賴以生存和社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)電廠自動(dòng)化程度高，操作及控制簡單，因而電廠員工僅為其他電廠的一半左右，降低了勞動(dòng)力成本。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃用焦?fàn)t煤氣（凈化、脫硫后）不產(chǎn)生灰份及爐渣，不產(chǎn)生二氧化硫，氮氧化物和二氧化碳的排放量少。在國家有關(guān)部門的嚴(yán)格執(zhí)法下，不久的將來，我國的土焦?fàn)t將全部被關(guān)閉。因此，鋼鐵企業(yè)附屬焦化廠富余的焦?fàn)t煤氣可看作是潛在的可被利用資源。未來這些焦化企業(yè)過剩的焦?fàn)t煤氣迫切希望找到經(jīng)濟(jì)、高效的利用途徑。 綜上所述， 2021年我國焦?fàn)t煤氣資源估算如表 11 所示。 （ 3）節(jié)約用水。燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)單循環(huán)起動(dòng)快，帶負(fù)荷快，能隨時(shí)停機(jī)，非常適合于每天開停帶峰荷的 運(yùn)行方式，是高效率的調(diào) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 峰機(jī)組，同時(shí)也可做應(yīng)急電源。截止 2021 年底，我國煤炭的可開采儲(chǔ)量為 1145億噸 ，約占世界的 %，而石油可開采儲(chǔ)量為 22 億噸，僅占世界的 %]3[ 。 ( 2 ) 交 通運(yùn)輸面臨巨大的壓力 中國的煤炭資源分布相對集中，大部分分布在山西、陜西、內(nèi)蒙西部、新疆北部和云貴川等省，這些地區(qū)的煤炭資源占總量的 %，而 13個(gè)沿海工農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)省、市的煤炭資源僅占煤炭資源總量的 %。 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。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(jī)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(jī)組，不在關(guān)停范圍內(nèi)。 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(jì)，包括設(shè)計(jì)鍋爐的形式以及采用的換熱形式，鍋爐的具體設(shè)計(jì)又包括鍋爐換熱面積的設(shè)計(jì)，外殼的設(shè)計(jì)以及內(nèi)部換熱管的設(shè)計(jì)以及換熱系數(shù)等等參數(shù)的計(jì)算。 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。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。 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(qiáng)烈噴灑進(jìn)行的，當(dāng)細(xì)霧狀氨水與煤氣充分接觸時(shí)，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。 煤氣有集氣管沿吸煤氣主管流向煤氣初冷器。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。煤氣中 SH2 所含的硫約占硫總量的90%以上。所以當(dāng)脫硫劑上含有30%~40%（質(zhì)量）的硫磺時(shí)，需要更換新的脫硫劑。 箱式干法脫硫裝置整個(gè)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?yàn)r青漆。為實(shí)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(jì)一個(gè)發(fā)電系統(tǒng)并對其進(jìn)行節(jié)能分析。 第二種，采用燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電 燃?xì)廨啓C(jī)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(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。 第三種，采用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)發(fā)電 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)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(dòng)機(jī)類似，需要火花塞點(diǎn)火。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?？筛鶕?jù)廠內(nèi)自身實(shí)際用電負(fù)載的需要控制發(fā)電量大小并可根據(jù)實(shí)際用電負(fù)荷的差異 ,隨時(shí)調(diào)整運(yùn)行機(jī)組的數(shù)量 ,有效利用設(shè)備資源 ,減少運(yùn)行成本。 325= 臺(tái) 取整為 15臺(tái) 因考慮機(jī)器需要維護(hù)或出現(xiàn)特殊情況，增加一臺(tái)機(jī)器備用，故整個(gè)系統(tǒng)需要發(fā)電機(jī)組為 16臺(tái)。 表 33 500GFRJ發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 參 數(shù) 名 稱 參 數(shù) 值 機(jī)組型號(hào) 500GFRJ 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 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 (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。 本文在下一章重點(diǎn)對余熱回收裝置 —— 余熱鍋爐進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 K) OH2 （汽）的比熱 pC （ OH2 ） =(kg該余熱回收裝置具有 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 結(jié)構(gòu)簡單、熱效率高、運(yùn)行壽命長、安全可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。則鍋爐上方寬度為 B=923mm。 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 K)．所以管內(nèi)對流換熱系數(shù) ? =(㎡ K)， L使用單米長進(jìn)行計(jì)算，計(jì)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)， (㎡ 該余熱鍋爐的附件設(shè)計(jì)包括余熱鍋爐進(jìn)氣口出氣口的設(shè)計(jì)、接管集箱的設(shè) 計(jì)、法蘭的選型。本項(xiàng)目估算沒有考慮燃?xì)鈾C(jī)組排氣余熱利用的投資，所有投資全部一期一次性完成。 5) 工程每人每年工資及福利按 ，工程投產(chǎn)后為保證機(jī)組 24小時(shí)運(yùn)行，所需要的工作人員大概預(yù)計(jì)為 50人，年支出至少為 150萬元。從敏感性分析看，項(xiàng)目前期需要大量的資金提供，有一定的風(fēng)險(xiǎn)，后期 回報(bào)高，具有一定的抗風(fēng)險(xiǎn)能