【正文】 ................................................................................................ 21 除氧方式 ...................................................................................................... 21 除氧器的選擇 ............................................................................................... 22 除氧水箱的選擇 ........................................................................................... 22 第 7 章 管道系統(tǒng)的確定及防腐保溫 ................................................................................... 23 V 給水管道的確定 ..................................................................................................... 23 管內(nèi)徑 Di計算 ............................................................................................. 23 管子厚度 Sc計算 .......................................................................................... 24 直管設(shè)計厚度 Sd 和取用厚度 ...................................................................... 24 給水管選型 .................................................................................................. 25 主蒸汽管道的確定 .................................................................................................. 25 管內(nèi)徑 Di計算 ............................................................................................. 25 管 子厚度 Sc計算 .......................................................................................... 25 直管設(shè)計厚度 Sd 和取用厚度 ...................................................................... 26 主蒸汽管選型 ............................................................................................... 26 管道的保溫 ............................................................................................................. 26 管道保溫判定 ............................................................................................... 27 保溫材料 ...................................................................................................... 27 設(shè)備保溫結(jié)構(gòu)形式 ....................................................................................... 27 保溫材料及保溫結(jié)構(gòu)形式的選擇 ................................................................ 27 設(shè)備管道的防腐與保溫結(jié)構(gòu)的油漆、涂色 ........................................................... 28 第 8 章 設(shè)備一覽表 .............................................................................................................. 30 結(jié)論 ....................................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 32 謝辭 ....................................................................................................................................... 33 附錄 1..................................................................................................................................... 34 附表 1 余熱鍋爐熱力計算匯總表 ........................................................................................ 35 附表 2 汽輪機(jī)熱力計算匯總表 ............................................................................................ 36 附表 3 連續(xù)排污、 定期排污擴(kuò)容器選擇 ............................................................................ 37 120kt/a 硫酸生產(chǎn)線余熱電站設(shè)計 1 第 1 章 緒論 研究背景 中國是一個能源大國，但同時也是一個耗能大國。隨著“十一五”節(jié)能目標(biāo)的提出，更加充分意識到加強(qiáng)節(jié)能工作的重要性和緊迫性。 能源在一個國家的發(fā)展和繁榮過程中扮演著十分重要的角色 [1]。對硫酸余熱利用、余熱發(fā)電進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃和指導(dǎo)，著力提高余熱發(fā)電技術(shù)水平。無論哪種制酸工藝，其生產(chǎn)都有大量熱釋放 [2]。 研究現(xiàn)狀 余熱發(fā)電已在除水泥行業(yè)外，在玻璃、鋼鐵、化工、干熄焦等行業(yè)也陸續(xù)推廣了余熱發(fā)電技術(shù)，涉及的生產(chǎn)線有：玻璃熔窯余 熱發(fā)電、干熄焦余熱發(fā)電、凝結(jié)余熱發(fā)電、硫酸余熱發(fā)電、高爐壓差發(fā)電、伴生可燃性氣體發(fā)電等等 [3] ?，F(xiàn)在全國不少硫酸廠已安裝了余熱發(fā)電機(jī)組。 發(fā)展趨勢 在我國，余熱發(fā)電發(fā)展趨勢總體來說很不錯，原因有四點： （ 1） 中國 工業(yè)余熱資源豐富，余熱資源利用提升空間大。 （ 2）國家政策大力支持和推廣余熱利用。 （ 4）在目前電力比較緊張的情況下 ， 對于一般硫酸生產(chǎn)廠家來說 ， 利用余熱發(fā)電對解決本廠用電已成為大勢所趨 ， 對緩解電力緊張起著舉足輕重的作用。 可利用余熱能源進(jìn)行發(fā)電，利益相當(dāng)可觀。 研究意義 在我國，硫鐵礦儲量大、分布廣，硫鐵礦制酸 是國內(nèi)工業(yè)制酸的主要方法，生產(chǎn)硫酸約占硫酸總量的 70%左右。因此采用的焙燒爐生產(chǎn)過程中回收熱能資源充足。 研究內(nèi)容 利用焙燒爐出口 ~920℃ 的余熱資源，配套 1 臺余熱鍋爐和 1 臺汽輪發(fā)電機(jī)組，以達(dá)到最大化利用熱能資源，降低生產(chǎn)成本。 （ 2） 余熱鍋爐熱力計算及選型。 （ 4） 連續(xù)排污、定期排污熱擴(kuò)容器容量選擇。 （ 6） 管道系統(tǒng)確定及 防腐及保溫。 硫鐵礦制硫酸工藝原理如圖 21 所示。mol） 故每摩爾 SO2生成時放熱為 △ H= 圖 21 硫鐵礦制硫酸工藝原理圖 焙燒工藝條件 焙燒過程中，溫度高有利于硫鐵礦的分解，但受到燒渣熔點的限制，為了避免溫度過燒渣熔結(jié)，一般都需要從沸騰床移走熱量。 影響沸騰爐焙燒溫度變化的主要因素是投礦量、礦料的含硫量及水分，以及空氣加入量。在爐內(nèi)焙燒熱量極不平衡的情況下，可用增減爐內(nèi)的冷卻元件數(shù)量的裝置來控制爐床溫度。 爐底壓力波動 ，會直接影響進(jìn)入爐內(nèi)的空氣量，隨后爐溫也會波動，一般用連續(xù)均勻排渣來控制爐底壓力穩(wěn)定 [8]。習(xí)慣上把焙燒過程 800 ~1000℃的余熱稱作高溫位余熱；轉(zhuǎn)化過程 500℃左右的余熱稱作中溫位余熱；干吸過程 100℃以下的余熱稱作低溫位余熱 [9]。 該工段余熱分 3 部分加以回收 [10]： （ 1） 焙燒爐的移出熱量 。由于硫鐵礦的燃燒是一個強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，為了維持這一溫度，必須從爐內(nèi)導(dǎo)出多余熱量。 圖 22 焙燒爐熱量回收系統(tǒng)圖 （ 2） 設(shè)置余熱鍋爐 。沸騰焙燒爐排出的煙氣流經(jīng)余熱鍋爐的輻射段和對流段，與鍋爐四周的水冷壁及對流管束進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生的飽和蒸汽在流經(jīng)過熱器，加熱成過熱蒸汽，蒸汽可用于發(fā)電或者生產(chǎn)、 生活。 120kt/a 硫酸生產(chǎn)線余熱電站設(shè)計 5 圖 23 焙燒爐余熱鍋爐熱量回收系統(tǒng) （ 3） 高溫爐渣 。 轉(zhuǎn)化工段余熱回收 經(jīng)干燥塔干燥后煙氣通過 SO2鼓風(fēng)機(jī)送往轉(zhuǎn)化工段。 （ 1） 轉(zhuǎn)化工段熱量回收系統(tǒng)如圖 33 所示。焙燒爐余熱鍋爐出口的煙氣經(jīng)過收塵、凈化、干吸后進(jìn)入轉(zhuǎn)化工段，一次轉(zhuǎn)化后的煙氣溫度約在 290~300℃ ，需要冷卻到一定的溫度才能進(jìn)入冷卻塔。 吸收工段余熱回收 濃硫酸吸收工段產(chǎn)生的熱量回收是世界性技術(shù)難題，主要濃硫酸通常具有強(qiáng)烈的腐蝕性。 在此不予討論。在過去，工業(yè)過程中許多余熱是未加以充分利用即行浪費掉的。所以人們把這稱為“廢熱回收”。也有人把這類鍋爐稱為“余熱鍋爐”。密度差越大，循環(huán)流動的工況越好。不過蒸汽壓力和汽量很大時，鍋爐的汽包殼體需要很厚，體積龐大，制造、運輸、安裝、布置和檢修都比較困難。如果壓力再高，汽包中的汽水分離困難。 強(qiáng)制循環(huán)與自然循環(huán)的比較 強(qiáng)制鍋爐與自然循環(huán)的比較如表 31 所示。 可采用振動或振打等有效地除灰方式。并且檢修不方便。安裝檢修較方便。因受熱面不能有拐彎死角，所以外形龐大，占地面積大，金屬消耗量大。 4 投資比強(qiáng)制循環(huán)多 40%。 5 無循環(huán)泵，操作簡單。要注意平時維護(hù)檢查。 停電時需要采取保護(hù)措施來保證安全。 任何條件下均可維持可靠的汽水循環(huán)。 可大型化。 穿墻管束少，氣密性好。 靠循環(huán)泵強(qiáng)制爐水循環(huán)，熱均勻性好，對熱負(fù)荷變化的適應(yīng)性強(qiáng)，傳熱效率高，可迅速升溫、降溫，適合硫酸系統(tǒng)頻繁開停車要求。 余熱鍋爐選型計算 原始數(shù)據(jù) 煙氣進(jìn)口溫度 ： 920℃ 煙氣出口溫度： ~400℃ 煙氣量： 38000Nm3/h 沸騰爐總焓： 10786728kJ/kg 鍋爐進(jìn)口煙氣成分（按體積百分比）： SO2=% SO3=% O2=% N2=% H2O=% 煙氣進(jìn)口含塵量： 310g/ Nm3（標(biāo)況） 給水參數(shù)： 104℃， 6MPa 過熱器出口參數(shù)： 450℃， 余熱鍋爐系統(tǒng)簡圖 余熱鍋爐系統(tǒng)簡圖如圖 41 所示。 解得： 4h2h H2G ?? = 440281010786728? = 4476kJ/kg 蒸發(fā)器蒸發(fā)量 G1計算 （ 1）假設(shè) G1=12500kg/h 根據(jù)余熱鍋爐過熱器熱平衡方程可得： ? ? )CptCpt(V)1(2h1hG 665 5 ???????? 損