【正文】 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 h ≤ 冷卻方式 強(qiáng)制水冷 潤(rùn)滑方式 壓力和飛濺潤(rùn)滑 起動(dòng)方式 24V直流電起動(dòng) 外形尺寸， l b h mm 5040 1970 2690 凈質(zhì)量 kg 12022 12V190ZL型燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)屬于往復(fù)式、四沖程內(nèi)燃機(jī) ,與柴油機(jī)、汽油機(jī)工作原理相似。發(fā)動(dòng)機(jī)用計(jì)算機(jī)控制合理的匹配空氣與燃?xì)獗壤?,火花塞點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)最佳燃燒，完成做功過程。 (2)采用數(shù)字點(diǎn)火技術(shù)，由 ECU根據(jù)燃?xì)鈾C(jī)的不同工況 ,從軟件上調(diào)整點(diǎn)火能量和點(diǎn)火時(shí)間。 (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。 （ 2）可適應(yīng)低熱值的燃?xì)猓? （ 3）可適應(yīng)極低壓力的燃?xì)?，不必增壓，減少投資和提高有效發(fā)電量，不必專門建燃?xì)鈨?chǔ)存罐； （ 4）可適應(yīng)高含氫的燃?xì)猓? （ 5）機(jī)組自成體系，輔助設(shè)備； （ 6）建站簡(jiǎn)單，不必建工房，投資少； （ 7）建站周期短，一般不超過一個(gè)月，見效快； （ 8）運(yùn)行費(fèi)用低； （ 9）機(jī)組可單臺(tái)使用，也可多臺(tái)組合使用，可并機(jī)，也可并網(wǎng)； （ 10）機(jī)器質(zhì)量可靠，機(jī)組功率是同等柴油機(jī)功率的 50%多一點(diǎn)，機(jī)械負(fù)荷小，轉(zhuǎn)速低，（ 1000車 /分，同等柴油機(jī) 15000轉(zhuǎn) /分）； （ 11）主要要控制部分部件如調(diào)帶器、火花塞等，均采用世界最先進(jìn)的進(jìn)口部件； （ 12）機(jī)組的各種保護(hù)系統(tǒng)齊全； （ 13）技術(shù)成熟，有近 20年的生產(chǎn)歷史； （ 14）備件充足，服務(wù)及時(shí)。 焦?fàn)t煤氣 脫焦 脫硫 防回火 煙氣 除塵 脫水 計(jì)量表 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組 脫水 上網(wǎng) 圖 32 焦?fàn)t煤氣發(fā)電工藝流程圖 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 與燃煤相比，燃燒焦?fàn)t氣雖然排放的二氧化硫及氮氧化物的含量很少，減輕了對(duì)環(huán)境的壓力。為了充分利用這部分熱量，考慮尾氣余熱回收利用。 本文在下一章重點(diǎn)對(duì)余熱回收裝置 —— 余熱鍋爐進(jìn)行了設(shè)計(jì)。為保證余熱鍋爐的換熱面積，設(shè)計(jì)中假定煙氣溫度為 550℃。因?yàn)闇y(cè)得煙氣平均全壓 P=，約為一個(gè)大氣壓。 K) 2CO 的比熱 pC （ 2CO ） =(kg K) OH2 （汽）的比熱 pC （ OH2 ） =(kg T— 氣體的熱力學(xué)溫度 ， K。 K) 煙氣的質(zhì)量流量 vm GG ?? ， ? =，計(jì)算結(jié)果為 ?vG ， ?G Nm3/h, mG =2610kg/h. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣的速度 AGV 360000 ?=煙氣放出熱量 tCGQ m?? (42) = 2610 350=1083411kg/h= 折算為的飽合蒸汽為 1083411kg/h247。 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?xì)獍l(fā)電機(jī)組的煙氣余熱回收而設(shè)計(jì)的高效節(jié)能產(chǎn)品。該余熱回收裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、熱效率高、運(yùn)行壽命長(zhǎng)、安全可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 所以本文采取針形管余熱鍋爐。為提高管內(nèi)的 換熱系數(shù)，本設(shè)計(jì)中每臺(tái)余熱鍋爐的進(jìn)水量 mq 取為 6t/h。 設(shè)計(jì)煙氣從余熱鍋爐下方進(jìn)，上方出，本文針形管采用非標(biāo)設(shè)計(jì)，采用內(nèi)徑 id =36mm，外徑 od =45mm的銅管，設(shè)計(jì)針肋的長(zhǎng)度 l =，針肋直徑 td =6mm，針形管周 向針肋數(shù) 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 tn =12，針肋間距 d=11mm，則針形管針肋外徑 D=108mm。則鍋爐上方寬度為 B=923mm。 下圖 34為該余熱鍋爐內(nèi)針形管的簡(jiǎn)圖： 圖 41 針形管簡(jiǎn)圖 管外對(duì)流換熱系數(shù)的計(jì)算 ?Nu (43) ??ooud?Re (44) ?ofdaNu? (45) 式中： ? — 煙氣的導(dǎo)熱系數(shù)， 102W/(m s； ou — 煙氣在殼程最窄處的流速， m/s； Pr— 普朗特?cái)?shù)， ； od — 傳熱面的特征尺寸， ； ? — 煙氣的密度， ； 殼程內(nèi)煙氣流速計(jì)算如下： 殼程流通面積： S=B L－ N（ L od ＋ 2 88l td ） 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 = － 8（ ＋ 176 ） =－ = 2m 殼程煙氣流速： SGu vo? = / m hm = sm/ 則： ??ooud?Re ????? ? ?Nu 3 7 ??? = of dNua ??? ?? ? W/(㎡由于針形管內(nèi)為沸騰狀態(tài)，陳氏 (Chen)提出一個(gè)思想：包括飽和核態(tài)沸騰和兩相強(qiáng)制對(duì)流在內(nèi)的整個(gè)區(qū)段內(nèi)，其換熱系數(shù)實(shí)際上是沸騰換熱和強(qiáng)制對(duì)流換熱兩種機(jī)理的疊加 [19][20]，即： macmic ??? ?? mic? 和 mac? 也可分別稱為微觀對(duì)流與宏觀對(duì)流的換熱系數(shù)，前者與氣泡形成過程相關(guān)聯(lián)，后者則與整體流動(dòng)相關(guān)聯(lián)。 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 式中： plC — 水在飽和溫度下的比熱， (kg s； ? — 水在 在飽和溫度下的汽化潛熱， ]15[ ； swtt, — 分別為壁溫和蒸發(fā)溫度， 200℃和 150℃； p? — 相應(yīng)于 sww ttt ??? 這一溫差的飽和線上的壓差， ； x — 干度； s— 抑制系數(shù)，查圖 42 ]14[ 可得 s＝ ； 已知預(yù)熱鍋爐進(jìn)水流量 mq =6t/h，額定蒸發(fā)量 zq 為 ，針形管內(nèi)的干度： 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 ??? mzqqx liml dxq ? )1(Re ?? = )1211(6000??? = 105 )()()1(gllgtt x xX ?????? = 69171211211 ???????????????????????? ???= 解得 x =1/12． lRe = 105． ttX =，所以 F=1．將各數(shù)據(jù)代入式（ 46）、 (47)得： Fdk llilm ac ?? = ? ? ???=(㎡ K) 以上計(jì)算所得： mac? =(㎡ K)．所以管內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)? =(㎡所有這些覆蓋物垢層都表現(xiàn)為附加的熱阻，使傳熱系數(shù)減小，換熱器性能下降。 K/W。查文獻(xiàn) ]14[ 可知管內(nèi)污垢熱阻 iR = ?? ㎡ K)， L使用單米長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得： wR = ?? ㎡ K/W. 總對(duì)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(duì)流換熱系數(shù)， (㎡ K)； cl —針肋長(zhǎng)度， cl =l + 0d /2=54mm； 經(jīng)計(jì)算 mh=，圖 44給出了，可知 f? =。 fbo FFA ?? LdNA ii ?? LdN ldndnNnLdNAA i tLttLoio ??? 124/2 ??? Ld ldndnnLd i tLttLo 124/2 ??? ? ))(1(1)1(1ioiwfof AARRRK??? ????? 1145 ??????? ???????????? ?? ??? 經(jīng)計(jì)算 ?ioAA ．所以總傳熱系數(shù) K =(㎡管內(nèi)流動(dòng)阻力損失包括沿程阻力損失和局部阻力損失。 余熱鍋爐外形設(shè)計(jì)與外部附件選型 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。 首先設(shè)集箱內(nèi)水的流速 ? =。所以改設(shè)集箱的直徑為 65mm，所計(jì)算得出的集箱內(nèi)的流速為 。 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第五章 節(jié)能及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 本項(xiàng)目是為了減輕焦?fàn)t煤氣對(duì)周邊環(huán)境的影響而建的，本身就是一個(gè)環(huán)保項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)不但能徹底解決焦?fàn)t煤氣直接對(duì)空排放對(duì)周邊環(huán)境造成的污染，而且能夠獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。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。 表中其他費(fèi)用概算情況如下： 建設(shè)場(chǎng)地清理費(fèi) 30 萬， 項(xiàng)目建設(shè) 管理費(fèi)、工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)費(fèi) 50 萬，設(shè)備服務(wù)費(fèi)、備品備件費(fèi) 20萬，項(xiàng)目建設(shè)技術(shù)服務(wù)費(fèi) 40萬，勘察設(shè)計(jì)費(fèi)、竣工圖文件編制費(fèi) 30萬， 湘潭大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 生產(chǎn)職工培訓(xùn)、生產(chǎn)準(zhǔn)備費(fèi)等等 10萬左右，一共 180萬元左右。本項(xiàng)目完全是利用本公司焦?fàn)t生產(chǎn)過程中剩余荒煤氣，按照稅收優(yōu)惠政策，自生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)之日起，免征所得稅 5年， 5年后所 得稅稅率按 25%計(jì)提。 成本估算 由于該工程使用的焦?fàn)t煤氣為以前直接對(duì)外排放的，所以在該發(fā)電工程的計(jì)算成本可以近似焦?fàn)t煤氣的成本為 0，所計(jì)成本包括以下方面： 1) 項(xiàng)目本身消耗電量，廠用電率按 5%計(jì)，一年用電 375 萬千瓦，合計(jì)電費(fèi)約為 萬元； 2) 電 機(jī)組折舊， 工程運(yùn)行按 15 年全部折舊完，折舊率 %，根據(jù)成本計(jì)算每年的折舊費(fèi)用為 萬元 3) 項(xiàng)目年提修理費(fèi)及日常維護(hù)材料費(fèi)用按折舊費(fèi)用的 50%計(jì)， 則每年的費(fèi)用大概為 167 萬元。 5) 工程每人每年工資及福利按 萬元計(jì)，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。 工程每年正常運(yùn)行合計(jì)消耗成本為 988 萬元 利潤(rùn)總額 煤氣發(fā)電年銷售收入 3000 萬元，年成本消耗為 988 萬，利潤(rùn)為 2022 萬元，由于本項(xiàng)目完全是利用本公司焦?fàn)t 生產(chǎn)過程中剩余荒煤氣，按照稅收優(yōu)惠政策，自生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)之日起，免征所得稅 5 年， 5 年后所得稅稅率按 25%計(jì)提，但是需要扣除增值稅（按國(guó)家政策，增值稅減半征收， %），所以前 5 年每年的利潤(rùn)即為 1757 萬元。它是考察項(xiàng)目在財(cái)務(wù)上的投資回收能力的主要靜態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)。 評(píng)價(jià)結(jié)論 本工程投產(chǎn)后在其計(jì)算 5 年的 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)期內(nèi)，計(jì)算利潤(rùn)總額 3807 萬元；在其后的10 年內(nèi)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(jì)算所得 15 年投資總收入為 18035 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)能力。從環(huán)保評(píng)價(jià)來看，每年節(jié)約大量的煤炭資源，并且減少了高溫焦?fàn)t煤氣對(duì)大氣的污染，減緩地球氣候惡化。 節(jié)能評(píng)估 煤氣消耗量的計(jì)算 本項(xiàng)目按一期全部建成考慮：一期上 16 臺(tái) 500GFRJ 燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，但是實(shí)際使用臺(tái)數(shù)為 15 臺(tái)，總發(fā)電功率為 7500kW。即效率按 28%、每臺(tái)機(jī)組的煤氣耗量為 325Nm3/h 計(jì)算時(shí)，總的煤氣耗量為 4875Nm3/