高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書(編輯修改稿)
2025-07-15 15:15 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 性研究建議書 技術(shù)方案 工質(zhì)的確定針對該鋼鐵廠高爐沖渣水溫度低,流量大的特點,為了能夠高效回收低溫余熱,本設(shè)計采用低沸點的循環(huán)工質(zhì)。經(jīng)過反復(fù)計算,在對比了當(dāng)前廣泛使用的一些低沸點工質(zhì)熱力性質(zhì)后,發(fā)現(xiàn)R600 在該溫度段焓降大,工作壓力適中,同等條件下發(fā)電量大, 工質(zhì)流量小,屬最佳選擇,因此最終選用 R600 作為該系統(tǒng)的工質(zhì)。 系統(tǒng)工作原理低溫?zé)崴l(fā)電項目采用的是雙循環(huán)流程設(shè)計，包括高爐沖渣水循環(huán)和工質(zhì)循環(huán)兩方面。如圖所示，高爐沖渣水的排出時溫度大約為 70℃，首先 經(jīng)過沉淀除雜的預(yù)處理凈化水之后，進(jìn)入特殊設(shè)計的換熱器，通過換熱器將熱量傳遞給工質(zhì)，水的溫度也隨之降至 50℃左右，再送至高爐供沖渣循環(huán)利用。工質(zhì)在熱換熱器內(nèi)吸收高爐沖渣水的熱量后變成 65℃的過熱蒸氣，進(jìn)入氣輪機(jī)膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，對外輸出電能。做功后的工質(zhì)變成低壓過熱蒸氣，低壓過熱蒸氣進(jìn)入冷凝器放出熱量，變成低溫低壓的液體工質(zhì)，然后由工質(zhì)泵送到熱交換器中吸熱，高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書再次變成過熱蒸氣去推動氣輪機(jī)做功。如此連續(xù)循環(huán)，可將熱水中的熱量源源不斷的提取出來，轉(zhuǎn)化為高品位的電能，其工質(zhì)循環(huán)的 T S 圖及系統(tǒng)工作的原理圖如下：高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書系統(tǒng)工作的原理圖 工質(zhì)循環(huán)T S 圖 300 kW 低溫?zé)?水發(fā)電項目設(shè)計計算依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計,按理想狀態(tài),進(jìn)行了熱力計算和設(shè)備選型計算如下：? 各點基本參數(shù)：根據(jù)該鋼鐵廠現(xiàn)有的熱水資源狀況,綜合考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、氣候條件,確定熱力循環(huán)的基本參數(shù)如下表：高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書? 系統(tǒng)的方案設(shè)計和設(shè)備選型為了提高該項目的地區(qū)普適性,在設(shè)計過程中提出了風(fēng)冷式機(jī)組和水冷式機(jī)組兩種方案。在空冷式系統(tǒng)中,冷凝器的空氣側(cè)采用肋片結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)換熱能力。在水冷式系統(tǒng)中,冷卻塔采用濕式冷卻塔,工作過程中需要補充一定量的循環(huán)水來彌補蒸發(fā)損失。兩種機(jī)組形式示意圖如下所示：風(fēng)冷式系統(tǒng)示意圖 水冷式系統(tǒng)示意圖 其具體設(shè)計參數(shù)見下表：高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書? 300kW 機(jī)組的設(shè)計計 算1）氣輪機(jī)內(nèi)焓降: Δh = h1 h2 = 48 kJ / kg2）以發(fā)電量 300kW 計算,則工質(zhì)的質(zhì)量流量為： M2=3003600/(Δh)=34650kg/h3) 熱交換器內(nèi)的換熱量:Q1=34650(h1h4)=14033250kJ/h=3898 kW4) 沖渣水質(zhì)量流量:M1=Q1/(cΔt)=14033250/(35)= ≈96t/h5) 冷凝器內(nèi)放熱量:Q2=(h2h3) M2=35834650=12403660kJ/h= kW6) 冷卻水的質(zhì)量流量:M3 =Q2/( cΔt)=12403660/(6)= ? 計算結(jié)果及分析在風(fēng)冷式機(jī)組中,系統(tǒng)本身的耗功部件包括:水泵、工質(zhì)泵、風(fēng)機(jī)。在水冷式機(jī)組中,系統(tǒng)本身的耗功部件包括:水泵、工質(zhì)泵、冷卻塔循環(huán)水泵、冷卻塔引風(fēng)機(jī),經(jīng)計算,300 kW 的發(fā)電機(jī)組可回收的熱量為14 033 250 kJ / h ,合計3 898 kW,有效利用低溫?zé)崴?6t/h。如果采用風(fēng) 冷方式,發(fā)電功率為 123 kW。如果采用水冷方式,發(fā)電功率為217. 4 kW。詳見下表：由計算結(jié)果可知,水冷式機(jī)組的效率是 % , 比風(fēng)冷式機(jī)組的效率(%) 高一些。其主要原因是風(fēng)冷式機(jī)組發(fā)出的電量高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書相當(dāng)大一部分被系統(tǒng)所配的風(fēng)機(jī)消耗掉,而水冷式系統(tǒng)中的濕式冷卻塔所配的水泵和風(fēng)機(jī)耗功相對較小,由此使得發(fā)電效率產(chǎn)生比較大的差異。由于**處于水資源比較充裕而電力緊張的地區(qū),采用水冷式系統(tǒng)無疑將大大提高發(fā)電效率,有效緩解當(dāng)?shù)仉娏o張的局面,保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行,為企業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。? 設(shè)備相關(guān)參數(shù)目前國內(nèi)有無錫東方環(huán)境設(shè)計研究院、廣州能源研究所，天津大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)在低溫?zé)崴l(fā)電系統(tǒng)上進(jìn)行研究和技術(shù)推廣。 其中無錫東方環(huán)境設(shè)計研究院技術(shù)各項參數(shù)為： 1. 適應(yīng)于蒸汽、汽水混合汽、熱水、被污染熱源的各種介質(zhì) 2. 在熱源參數(shù)大幅度波動工況下，能夠高效、安全運行 3. 全自動無人值守運行操作 4. 低沸點工質(zhì)動力機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：水蒸汽介質(zhì)進(jìn)口參數(shù)：～，130～300176。C 5. 動力機(jī)內(nèi)介效率：65%～80%； 6. 最大輸出功率：1500Kw ； 7. 轉(zhuǎn)速范圍：1500～3000rpm，動態(tài)調(diào)整； 8. 拖動負(fù)載：發(fā)電機(jī)、各種泵、風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等； 高爐沖渣水余能利用項目可行性研究建議書其樣機(jī)照片如下： 技術(shù)前景本技術(shù)具有極強(qiáng)的現(xiàn)場應(yīng)用背景，將在**股份**分公司開展工業(yè)化試驗，一旦取得階段成果，將向**股份的其他下屬鋼鐵公司推廣應(yīng)用。同時將申報某市科委、某市經(jīng)委、國家等相關(guān)部委的資助，并在合適的條件下，向全國各大中型鋼鐵企業(yè)、石油化工、電力等行業(yè)推廣。其經(jīng)濟(jì)效益極為顯著，也符合我國節(jié)能減排的重大戰(zhàn)略國策。高爐沖渣水余能利
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