燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉系统集成及优化设计

发布时间：2021-11-08 12:37

　　为克服大型过程工业企业（如石化企业）自备燃气-蒸汽联合循环热电站高温富氧（约600℃,摩尔氧含量约13%）燃气轮机尾气因发生中压蒸汽致使其第二定律能效偏低,以及邻近工艺装置加热炉因进料温度不高致使其燃料消耗多的缺点,提出了燃气-蒸汽联合循环与邻近工艺装置加热炉集成的新工艺,即燃气轮机尾气先加热工艺加热炉进料,然后分流,一路与现有经加热炉烟气预热后的助燃空气混合进加热炉火嘴,一路走原流程进余热锅炉发生蒸汽。鉴于新工艺中加热炉的排烟温度会有所提高,故将其直接引至联合循环的余热锅炉中,与燃气轮机尾气混合用以发生蒸汽,随后经余热锅炉烟囱排空,对应原加热炉烟囱关停。集成新工艺的热力学益处是:1)以燃气轮机尾气少产中压蒸汽为代价,等热值减少了工艺加热炉的燃料消耗,实现了燃气轮机尾气余热的升级利用。2)加热炉烟气自压送邻近余热锅炉产汽,实现了烟气废热升级利用。它流量较小,或送余热锅炉蒸发段,或送其过热段,只需保证接近点温差和节点温差在合理范围即可。3)部分燃气轮机尾气因用作加热炉助燃剂,其高温、富氧化学能得到了利用,有助于进一步减少工艺加热炉的燃料消耗。同时,本文针对新工艺和传统工艺作了进一步研究:...

【文章来源】： 华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 燃气轮机集成系统
        1.2.1 燃气轮机-余热锅炉集成系统
        1.2.2 燃气轮机-燃料电池集成系统
        1.2.3 燃气轮机-工艺换热器集成系统
        1.2.4 燃气轮机-工艺加热炉集成系统
    1.3 本课题的研究内容
第二章 燃气-蒸汽联合循环与工艺加热炉集成新工艺
    2.1 集成新工艺介绍
    2.2 集成工艺和独立工艺案例对比
        2.2.1 独立工艺案例
        2.2.2 集成工艺案例
    2.3 本章小结
第三章 集成工艺与独立工艺的热力学分析
    3.1 (火用)与(火用)能级曲线
        3.1.1 (火用)
        3.1.2 (火用)能级曲线(Ω-H图)
        3.1.3 (火用)损的计算
    3.2 独立工艺的热力学分析
    3.3 集成工艺的热力学分析
    3.4 本章小结
第四章 集成流程的建模研究
    4.1 集成流程的工艺概述
    4.2 集成流程的数学模型
        4.2.1 空气压缩机
        4.2.2 燃烧室
        4.2.3 膨胀透平
        4.2.4 燃机尾气-工艺加热炉进料换热器
        4.2.5 余热锅炉、汽轮机和除氧器
        4.2.6 工艺加热炉
    4.3 模型检验
        4.3.1 燃气-蒸汽联合循环模型检验
        4.3.2 工艺加热炉模型检验
    4.4 本章小结
第五章 案例应用及分析
    5.1 研究对象概述
    5.2 优化设计
        5.2.1 工质性质拟合
        5.2.2 优化变量的选择
        5.2.3 目标函数的确定
        5.2.4 优化中的约束条件
        5.2.5 优化算法的选择
        5.2.6 惩罚函数
        5.2.7 优化过程与结果分析
    5.3 本章小结
结论与建议
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3483710