【正文】 .................................................... 14 燃氣發(fā)電機組主要性能特點 ........................................ 15 燃氣內燃機尾氣余熱的利用 ........................................... 16 第四章 余熱鍋爐設計 ............................................... 18 煙氣參數(shù)的計算 ..................................................... 18 余熱鍋爐換熱系數(shù)的計算 ............................................. 19 管外對流換熱系數(shù)的計算 ......................................... 20 管內對流換熱系數(shù) ................................................ 21 總換熱系數(shù)的計算 ................................................ 24 阻力計算 ........................................................... 27 余熱鍋爐外形設計與外部附件選型 ..................................... 27 第五章 節(jié)能及技術經濟評價 .......................................... 28 投資估算 .......................................................... 28 技術經濟評估 ...................................................... 29 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 技術經濟評價 .................................................. 29 評價結論 ...................................................... 30 節(jié)能評估 .......................................................... 30 煤氣消耗量的計算 .............................................. 30 發(fā)電量 計算 ................................................... 30 余熱鍋爐產生的蒸汽量計算 ...................................... 30 節(jié)能計算 ...................................................... 31 第 六章 全文總結 ..................................................... 32 論文的結論 ......................................................... 32 進一步展望 ......................................................... 32 參 考 文 獻 ............................................................ 34 致 謝 ................................................................... 35 附錄一：外文翻譯及原文 附錄二： CAD圖紙 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 第一章 緒 論 我國焦爐煤氣的利用現(xiàn)狀 我國生產焦炭的企業(yè)類型主要有：鋼鐵企業(yè)附屬的焦化廠、城市煤氣廠、以生產焦炭為主的獨立焦化廠和土焦企業(yè)。 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 國內外焦爐煤氣的利用方式 目前在國內外，焦爐煤氣的可利用方式主要有以下幾種 ]2[ 。燃氣內燃機設備簡單且多為組裝式，因而其建設工期短，比煤 (油 )電廠可節(jié)省工期一年以上。我國的交通運輸能力本身就十分緊張，隨著能源消費的增加，交通運輸業(yè)必然面臨著巨大的壓力。 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 從前面的分析可以看出，我國每年待利用的焦爐煤氣數(shù)量巨大。 2）配煤 將各種結焦性能不同的煤按一定比例配合煉焦，目的是在保證焦炭質量的前提下，擴大煉焦用煤的使用范圍，合理地利用國家資源，并盡可能地多得到一些化工產品。傳質過程的推動力是循環(huán)氨水液面上的水汽分壓和煤氣中水汽分壓之差，氨水部分蒸發(fā)，煤氣溫度急劇降低，以供給氨水蒸發(fā)所需的潛熱，此部分熱量約占煤氣冷卻所放出總熱量的 75%80%。清除焦油霧的方法很多，但從焦油霧的大小所要求的凈化程度來看，采用電捕焦油氣最為經濟可靠，效率可達 98%以上]9[ 。在裝入脫硫箱時，不應含有腐殖酸或腐殖酸鹽，其 PH 應大于 7。這是我國焦化企業(yè)采用較多的發(fā)電技術。該方案現(xiàn)主要應用在單機功率 2 MW 以下的小型發(fā)電機組發(fā)電，發(fā)電效率約為 32～ 36%。 目前勝動焦爐煤氣機組有 120GF153T 、 400GFT、 500GFRJ 、 1200GFT 、 2021GFT型燃氣發(fā)電機組。 h ≤ 冷卻方式 強制水冷 潤滑方式 壓力和飛濺潤滑 起動方式 24V直流電起動 外形尺寸， l b h mm 5040 1970 2690 凈質量 kg 12021 燃氣發(fā)電機組主要性能特點 12V190ZL 型燃氣內燃機屬于往復式、四沖程內燃機 ,與柴油機、汽油機工作原理相似。為保證余熱鍋爐的換熱面積，設計中假定煙氣溫度為 550℃。 所以本文采取針形管余熱鍋爐。 式中： plC — 水在飽和溫度下的比熱， (kg K)； cl —針肋長度， cl =l + 0d /2=54mm； 經計算 mh=，圖 44給出了，可知 f? =。 表中其他費用概算情況如下： 建設場地清理費 30 萬， 項目建 設管理費、工程質量監(jiān)督檢測費 50 萬，設備服務費、備品備件費 20 萬，項目建設技術服務費 40 萬，勘察設計費、竣工圖文件編制費 30 萬， 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 生產職工培訓、生產準備費等等 10萬左右，一共 180 萬元左右。 評價結論 本工程投產后在其計算 5 年 的生產經營期內，計算利潤總額 3807 萬元；在其后的10 年內總收入為 30000 萬元，總的成本為 9880 萬元，上繳增值稅金及附加 1500 萬元；上繳所得稅 4392 萬元；計算所得 15 年投資總收入為 18035 萬元。 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 第五章 節(jié)能及技術經濟評價 本項目是為了減輕焦爐煤氣對周邊環(huán)境的影響而建的，本身就是一個環(huán)保項目，項目建設不但能徹底解決焦爐煤氣直接對空排放對周邊環(huán)境造成的污染，而且能夠獲得較好的經濟效益。查文獻 ]14[ 可知管內污垢熱阻 iR = ?? ㎡由于針形管內為沸騰狀態(tài)，陳氏 (Chen)提出一個思想：包括飽和核態(tài)沸騰和兩相強制對流在內的整個區(qū)段內，其換熱系數(shù)實際上是沸騰換熱和強制對流換熱兩種機理的疊加 [19][20]，即： macmic ??? ?? mic? 和 mac? 也可分別稱為微觀對流與宏觀對流的換熱系數(shù)，前者與氣泡形成過程相關聯(lián)，后者則與整體流動相關聯(lián)。 針形管換熱器特別適合于在換熱溫差較大 , 工作條件較差的 環(huán)境下工作 ，是專為燃氣發(fā)電機組的煙氣余熱回收而設計的高效節(jié)能產品。為了充分利用這部分熱量，考慮尾氣余熱回收利用。燃料范圍：天然氣、沼氣、煤礦瓦斯氣、焦化尾氣等。 (4)機組運行靈活。此外，燃氣輪機對操作人員的要求高，且機組現(xiàn)場維修困難，一旦出現(xiàn)故障，必須由專業(yè)人員或返回制造廠家修復。該公司現(xiàn)有煉焦生產規(guī)模維持在 34 萬 t/a 左右，每年消耗洗精煤約 45萬噸。當煤氣中含有氧時，則脫硫和脫硫劑的再生可同時進行。上述三種方式各有優(yōu)缺點，需要根據(jù)生產規(guī)模、工藝要求以及其他條件選擇采 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 用。 C；第二步在根據(jù)后續(xù)煤氣凈化工藝的要求在煤氣初冷器中冷卻到 2235176。 焦爐煤氣的特點： 焦爐煤氣發(fā)熱值高 16720—18810 3/NmKJ ，可燃成分較高（約 90%左右）； 焦爐煤氣是無色有臭味的氣體； 焦爐煤氣因含有 CO 和少量的 SH2 而有毒； 焦爐煤氣含氫多，燃燒速度快，火焰較短； 焦爐煤氣如果凈化不好，將含有較多的焦油和萘，就會堵塞管道和管件，給調火工作帶來困難； 著火溫度為 600~650 ℃ 。 國家經貿委、財政部、國家稅務總局 1996 年 8 月 9 日下發(fā)的《關于進一步開展資源綜合利用的意見》、國務院國發(fā) ((1996)36 號 《國務院批轉國家經貿委等部門關于進一步開展資源綜合利用意見的通知》、國家經貿委資源節(jié)約綜合利用司 1996 年 12 月《關于 ―關于進一步開展資源綜合利用的意見 ‖若干主要問題的說明》、 國務院 1996 年 8 月 3日《國務院關于環(huán)境保護若干問題的決定》等文件中均明確指出，對生產過程中產生的廢渣、廢水 (液 )、廢氣、余熱、余壓等進行回收和合理利用，支持資源綜合利用電廠生產電力。如果 2050年要達到目前中等發(fā)達國家的經濟發(fā)展水平，我國人均能源消耗至少要達到 34 噸標準煤，能源需求總量為 50 億噸標準煤左右。另外，由于燃氣內燃機電廠設備簡單和故障率較低，維護費用較低。這部分市場份額將主要由獨立焦化廠代替，同樣面臨著焦爐煤氣的利用問題。例如，北京焦化廠目前已經被關停。隨著燃氣內燃機發(fā)電技術的成熟，將燃氣內燃機用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電熱效率已達 55%，而燃氣內燃機的熱效率一般在 38%左右，熱能利用率較高，能大大地節(jié)約燃料資源。我國的能源儲量中煤炭資源比較豐富，占世界的份額較大，而石油和天然氣相對 匱乏 。 ( 4 ) 溫室氣體的排放不斷增加 我國目前 2CO 排放量僅次于美國，居世界第二位。 2焦爐煤氣發(fā)電系統(tǒng)的設計與選型 首先介紹是公司概況以及企業(yè)所需要達到的要求，然后發(fā)電系統(tǒng)的設計與選型包括發(fā)電機組的比較選擇，發(fā)電機組的各個參數(shù)的對比選擇，以及后面發(fā)電機組數(shù)量的確定以及設備備用等情況的選擇。 在煉焦過程中還會產生煉焦煤氣及多種化學產品。由于煤氣的冷卻主要靠氨水的蒸發(fā)，所以，氨水噴灑的霧化程度好，循環(huán)氨水的溫度較高，氨水蒸發(fā)量大，煤氣冷卻效果就越好；反之亦然。焦爐煤氣中的硫化物按其化合物狀態(tài)可分為兩類：一類是硫的無機化合物，主要是 SH2 ；另一類是硫的有機化合物。 干法脫硫裝置可分為箱式和塔式兩種，常用的為多箱式。目前有一些焦化廠在采用這種發(fā)電技術。 設計及選型 高爐煤氣發(fā)電具有節(jié)能、環(huán)保和創(chuàng)效等綜合效益，是一項利國利民的工作。 24= 噸 /h 氣M = 420= 3/mh 發(fā)電M =（ 155%%） = 3/mh N=247。 湘潭大學本科畢業(yè)設計說明書 (3)采用預燃室技術 ,先由火花塞點燃預燃室的混合氣 ,然后出現(xiàn)多個著火點 ,增大點火能量 ,引燃燃 燒室的混合氣 ,提高燃燒速度 ,降低發(fā)動機的熱負荷 ,降低氣耗率 ,提高效率。 K) 2O 的比熱 pC （ 2O ） =(kg假定管內流速為 ，則最少為 4根管道， 4根管道采用并排排列，管心