中低温烟气余热利用系统优化和换热特性的研究

发布时间：2017-03-28 10:14

  本文关键词：中低温烟气余热利用系统优化和换热特性的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：余热回收是一项国家鼓励与大力扶持、推广的节能环保项目。“十一五”期间,国家对余热再利用产业实施的专项扶持政策,有力地促进了我国余热回收技术进步和产业发展。“十二五”对余热再利用产业扶持政策力度的加大,其市场前景会更加广阔。 中低温烟气一般含有腐蚀性物质、飞灰等杂质,而且烟气温度相对较低,热品质低,直接影响了烟气余热利用方案的实施或正常运行。 文中首先介绍了烟气余热利用过程中低温腐蚀、积灰的产生机理以及各自的影响因素,然后提出了防止低温腐蚀及积灰的措施,对于中低温烟气余热利用装置的设计与运行起到参考作用。分别用热平衡法、火用平衡法、能级平衡法对余热利用装置进行热经济经分析及评价,得出余热利用的基本原则,不仅要从量上充分利用余热而且要从质上充分利用余热,要做到按质用能、梯级利用。 对某钢厂烧结机工序进行测试,得出烧结工序烟气余热的分布情况、利用情况及其余热资源的量与质,针对烧结机尾部烟气温度达300℃未被利用而直接排放的情况,拟定了六个方案进行回收这部分余热,并分别对这六种方案进行热经济性评价分析,得出最佳、最合适的方案,有效地降低烧结工艺能耗,减少污染物排放。 根据烟气余热及热用户的特点,提出了车载余热移动供热的方案,首先利用温度较高烟气余热加热化工厂原油,然后利用后的温度较低烟气可以再通过移动供热的方式加热生活热水,实现余热的梯级利用,与传统的方案(燃烧化石燃料)进行比较,从能耗、火用损、蓄热量、CO2等污染物排放角度进行比较,得出车载余热移动供热具有很大的优势,根据余热源、热用户等参数选择适合的相变材料,可以进一步优化移动供热的效率。 由于余热利用时换热温差小,换热难度大,所以选择适合的换热器进行强化传热来回收余热,通过搭建中低温烟气余热利用的实验台进行模化实验,为了增加换热面积及换热效果,选用套片式换热器,对换热器的换热性能进行测试,为了防止换热过程中发生低温腐蚀,通过给水再循环,提高给水温度从而提高换热试件的最低管壁温度,使其高于烟气酸露点温度5～10℃,使其在不发生低温腐蚀的情况下,最大限度地利用烟气的余热,供工程设计与运行参考。
【关键词】：烟气 余热 腐蚀 能级 烧结 PCM
【学位授予单位】：上海电力学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK115
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-13
• 1.1 前言11-12
• 1.2 本文研究内容12-13
• 第二章 中低温烟气余热利用中腐蚀、积灰机理及防护措施13-23
• 2.1 低温腐蚀发生的机理13
• 2.2 影响低温腐蚀的因素13-15
• 2.2.1 烟气中三氧化硫浓度的影响13-14
• 2.2.2 换热器管壁温度的影响14
• 2.2.3 烟气中水蒸气的分压力的影响14
• 2.2.4 烟气中钙量对低温腐蚀、积灰的影响14
• 2.2.5 低温受热面处烟气流速的影响14
• 2.2.6 烟气流对管子冲刷方式的影响14-15
• 2.3 烟气露点的预测方法15-18
• 2.3.1 使用图表法确定酸露点的温度15-16
• 2.3.2 利用经验公式法确定烟气酸露点温度16-17
• 2.3.3 利用烟气酸露点仪测定烟气酸露点17-18
• 2.4 防止中低温烟气余热利用过程中发生低温腐蚀的措施18-20
• 2.4.1 使受热面最低壁面温度高于露点18-19
• 2.4.2 采用耐腐蚀的材料19
• 2.4.3 减少烟气中三氧化硫的生成量19-20
• 2.4.4 减少烟气中水的含量20
• 2.4.5 提高密封性能20
• 2.5 积灰的分类及其机理20-21
• 2.6 烟气积灰与低温腐蚀的相互关系21
• 2.7 防止中低温烟气余热利用积灰的措施21-22
• 2.7.1 保证一定的烟气流速以防止积灰21
• 2.7.2 化学除灰21-22
• 2.7.3 利用吹灰或清灰装置22
• 2.8 本章小结22-23
• 第三章 中低温烟气余热利用经济性评价方法及其利用技术23-33
• 3.1 中低温烟气余热利用的热力学评价方法23-27
• 3.1.1 能量平衡法23
• 3.1.2 火用分析法23-24
• 3.1.3 能级及能级平衡分析24-25
• 3.1.4 余热利用的能级分析法及利用原则25-26
• 3.1.5 余热利用的原则26-27
• 3.2 工矿企业利用烟气余热27-31
• 3.2.1 利用燃煤电厂烟气余热27-28
• 3.2.2 利用水泥厂烟气余热进行余热发电28-29
• 3.2.3 利用烟气余热进行吸收式制冷29-31
• 3.3 本章小结31-33
• 第四章 提高烧结机系统烟气余热利用率的技术方案研究33-49
• 4.1 某烧结厂生产现场情况概述及测试结果分析33-37
• 4.1.1 烧结厂生产工艺概述33-35
• 4.1.2 测试依据、方法35
• 4.1.3 测量结果分析35-37
• 4.2 烧结工艺中低温烟气余热利用技术的比较研究37-47
• 4.2.1 方案一：烧结机尾部烟气预热余热锅炉给水38-40
• 4.2.2 方案二：烧结机尾部烟气过热余热锅炉出口蒸汽40-41
• 4.2.3 方案三：烧结机尾部烟气加热生活或生产用水41-42
• 4.2.4 方案四：烧结烟气与环冷烟气合并进一台余热锅炉42-44
• 4.2.5 方案五：单独设置烧结机组余热锅炉44-45
• 4.2.6 方案六：烧结机尾部烟气分别过热蒸汽和预热给水45-46
• 4.2.7 烧结余热利用方案比较分析46-47
• 4.3 本章小结47-49
• 第五章 中低温烟气余热回收移动供热的技术研究49-69
• 5.1 移动供热技术概述49
• 5.2 蓄热技术的原理及应用现状49-52
• 5.2.1 蓄热技术的原理49-50
• 5.2.2 蓄热技术的应用现状50
• 5.2.3 蓄热材料性能要求50-51
• 5.2.4 蓄热材料的分类51-52
• 5.2.5 移动供热计算理论基础52
• 5.3 利用钢铁厂的余热来加热化工厂的原油52-59
• 5.3.1 工艺流程介绍52-53
• 5.3.2 计算结果及分析53-58
• 5.3.3 结果分析及结论58-59
• 5.4 利用工业余热向民用进行移动供热（生产热水）59-68
• 5.4.1 概述59
• 5.4.2 多种生产热水方案比较59-68
• 5.5 本章小结68-69
• 第六章 中低温烟气余热利用中高效防腐蚀防结灰换热器的实验研究69-85
• 6.1 强化传热方式69-71
• 6.1.1 增大传热系数69-70
• 6.1.2 加大平均温差70-71
• 6.1.3 采用高效的受热面71
• 6.2 实验台介绍71-76
• 6.2.1 烟气侧系统72-73
• 6.2.2 水侧系统73
• 6.2.3 换热器参数73-75
• 6.2.4 测量及数采系统75-76
• 6.3 实验步骤76-77
• 6.3.1 实验台准备工作76
• 6.3.2 实验操作步骤76
• 6.3.3 实验注意事项76-77
• 6.4 实验原理及数据处理方法77-83
• 6.4.1 实验原理77
• 6.4.2 换热实验关联式77-78
• 6.4.3 数据处理方法78-80
• 6.4.4 实验结果及分析80-83
• 6.5 本章小结83-85
• 第七章 全文总结85-87
• 7.1 结论85-86
• 7.2 创新点86
• 7.3 工作展望86-87
• 参考文献87-91
• 致谢91-92
• 攻读学位期间取得的研究成果92

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王永真;罗向龙;张家豪;陈颖;龚宇烈;;中低温地热水闪蒸发电——吸收制冷联产系统的性能分析[A];高等学校工程热物理第十九届全国学术会议论文集[C];2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 闫登强;异型热管换热器强化传热及结构优化数值模拟研究[D];南华大学;2012年

2 黄圣伟;大型燃煤电站锅炉烟气余热利用系统节能分析与优化研究[D];华北电力大学;2013年

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本文编号：272074