陶瓷厂干燥窑低温烟气余热回收技术研究
发布时间：2021-07-10 02:16
随着工业的发展能源消耗日益严重,从能源结构来看,目前主要能源消费依然是以煤炭为代表的化石燃料。我国现阶段能源利用结构尚不完善,一方面是生产过程本身能源利用效率不够高,另一方面是大量的余热资源直接排放而不加以利用。在我国工业余热中低温余热占总量的一半以上,回收潜力巨大。但由于低温余热本身的性质原因,长期以来在低温余热回收过程中一直存在回收难度大、回收效率低的问题。本文以烟气余热利用原则为切入点,首先分析并总结了烟气余热利用的三个层面,然后通过比较不同余热回收方式最终选用有机朗肯循环（Organic Rankine Cycle,ORC）系统进行低温烟气余热回收。而后从体积和烟气侧压降两个方面综合考虑不同换热器的性能,对烟气余热回收换热器进行了选择。紧接着建立了ORC系统的热力学模型和评价模型。通过对干燥窑烟气余热参数进行分析,设计了模拟实验的冷热源参数与模拟条件,并结合工质的特性和工质选取原则,选用R245fa作为循环工质展开研究。最后以最小发电成本为目标函数对在不同外部冷热源参数下的ORC系统进行多参数优化,寻找最佳内部运行参数及其变化规律。通过对变化规律的分析总结出系统最佳运行参数和最...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机朗肯循环系统图
第1章绪论11指标，分析不同外部运行参数对系统最佳内部循环参数的影响，并总结最佳内部循环参数的变化规律。定性分析不同外部运行参数对系统发电成本影响的大校为有机朗肯循环发电系统在工程实践应用提供参考。（6）最后，对本文的研究工作及成果进行总结阐述，指出本文在研究工作中的不足并对进一步的研究做出展望。1.7本文研究的技术路线图1-2技术路线图Fig.1-2Thetechnologyroadmap
河北工程大学硕士学位论文16图2-1提高能量利用技术手段路线图Fig.2-1Roadmapoftechnicalmeanstoimproveenergyutilization2.3余热回收发电技术的比较与选择国内外对于烟气余热回收利用的研究起步于上个世纪七十年代，目前使用发电技术回收烟气余热主要有三种：卡琳娜循环、水蒸气朗肯循环和有机朗肯循环[37-38]。卡琳娜循环系统最早是由俄国专家提出的一种动力循环发电系统，后经很多科研工作者深入研究。卡琳娜循环发电系统是以氨和水的混合物作为工质进行循环的系统，在循环系统工作过程中由于氨和水的沸点不同，吸收余热源热量时氨和水先后蒸发，其突出优势就是在不同温度的余热源情况下匹配度较高。但是，因为卡琳娜循环使用的工质为氨的水溶液，所以系统必须要配备一个蒸馏装置来控制调节氨水的浓度，从而也增加了系统复杂性使投资成本升高。此外，氨是一种有毒且极易挥发的物质，易燃易爆，这就使得卡琳娜循环系统在循环设备及管路的密封上需具有较高的技术水平，而且后期的运行维护费用也随之升高。如果余热源的温度较低，使用卡琳娜循环的效果也会减低，这将使企业的投资成本回收期变长，经济效益非常低。在很多工厂的实践应用中证明卡琳娜循环的效果不尽如人意，即使是运行工况良好的卡琳娜循环发电装置，其经济效益也不甚理想。水蒸气朗肯循环是以水作为工质的动力循环装置，是目前大型火电厂最常用的循环系统。因为水中含有少量无机盐和氧气两种物质，在循环过程中会对系统造成不良的影响。因此，水蒸气朗肯循环必须要配备除盐设备和除氧设备，如此一来就产生了和卡琳娜循环相同的缺点——系统的复杂性升高，投资成本也升高。此外，还由于水在蒸发器中与热源进行换热后生成的水蒸气比体积较大，这就要
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机工质向心透平设计与变工况分析[J]. 韩中合,贾晓强,李鹏. 动力工程学报. 2020(01)
[2]考虑环境温度变工况的分液冷凝有机朗肯循环系统优化设计[J]. 邱观福,罗向龙,陈健勇,杨智,陈颖. 广东工业大学学报. 2019(06)
[3]有机朗肯循环系统工质设计与系统参数的同步优化[J]. 王羽鹏,罗向龙,梁俊伟,陈健勇,杨智,陈颖. 广东工业大学学报. 2020(01)
[4]基于火积耗散热阻的新型板式省煤器传热分析[J]. 徐迅,吴俐俊. 热能动力工程. 2019(12)
[5]基于MODA算法的有机朗肯循环多目标优化[J]. 韩中合,梅中恺,李鹏. 工程热物理学报. 2019(11)
[6]热泵技术在火电厂节能中的应用分析[J]. 马静姝. 中国设备工程. 2019(20)
[7]蜂巢式烟气换热器积灰特性及其参数化研究[J]. 汤松臻,王飞龙,赵钦新,何雅玲,于洋. 工程热物理学报. 2019(09)
[8]氟塑料管烟气换热器的工程实践及应用效果分析[J]. 刘伟平,叶晓峰,车凌云,黄群,施华荣,樊鹏. 上海节能. 2019(08)
[9]低温过热有机朗肯循环工质筛选及参数优化[J]. 李鹏,韩中合,梅中恺,韩旭,王智. 太阳能学报. 2018(09)
[10]以R123和R245fa为循环工质的车用余热回收系统的分析[J]. 史磊,魏名山,马朝臣. 北京理工大学学报. 2017(09)
博士论文
[1]ORC低温余热发电系统热力学分析与性能优化研究[D]. 何嵘.郑州大学 2019
硕士论文
[1]基于ORC的瓷砖生产线余热回收利用研究[D]. 肖锐.中国矿业大学 2019
[2]太阳能有机朗肯循环中低温发电系统性能分析及优化设计[D]. 周鑫磊.山东建筑大学 2019
[3]化工低温余热发电系统的优化分析[D]. 姚玉婷.天津大学 2018
[4]管式烟气—水换热管传热性能分析与优化研究[D]. 刘亚晨.哈尔滨工业大学 2017
[5]中低温有机朗肯循环系统优化及实验研究[D]. 许俊俊.广东工业大学 2016
[6]余热资源品质的热力学可用势评价方法研究[D]. 包予佳.华中科技大学 2014
[7]热电厂余热梯级利用模式研究[D]. 苏喜庆.武汉理工大学 2010
[8]工业烟气余热回收利用方案优化研究[D]. 孟嘉.华中科技大学 2008
[9]板式换热器传热与流动分析[D]. 曲宁.山东大学 2005
本文编号：3274975
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
有机朗肯循环系统图
第1章绪论11指标，分析不同外部运行参数对系统最佳内部循环参数的影响，并总结最佳内部循环参数的变化规律。定性分析不同外部运行参数对系统发电成本影响的大校为有机朗肯循环发电系统在工程实践应用提供参考。（6）最后，对本文的研究工作及成果进行总结阐述，指出本文在研究工作中的不足并对进一步的研究做出展望。1.7本文研究的技术路线图1-2技术路线图Fig.1-2Thetechnologyroadmap
河北工程大学硕士学位论文16图2-1提高能量利用技术手段路线图Fig.2-1Roadmapoftechnicalmeanstoimproveenergyutilization2.3余热回收发电技术的比较与选择国内外对于烟气余热回收利用的研究起步于上个世纪七十年代，目前使用发电技术回收烟气余热主要有三种：卡琳娜循环、水蒸气朗肯循环和有机朗肯循环[37-38]。卡琳娜循环系统最早是由俄国专家提出的一种动力循环发电系统，后经很多科研工作者深入研究。卡琳娜循环发电系统是以氨和水的混合物作为工质进行循环的系统，在循环系统工作过程中由于氨和水的沸点不同，吸收余热源热量时氨和水先后蒸发，其突出优势就是在不同温度的余热源情况下匹配度较高。但是，因为卡琳娜循环使用的工质为氨的水溶液，所以系统必须要配备一个蒸馏装置来控制调节氨水的浓度，从而也增加了系统复杂性使投资成本升高。此外，氨是一种有毒且极易挥发的物质，易燃易爆，这就使得卡琳娜循环系统在循环设备及管路的密封上需具有较高的技术水平，而且后期的运行维护费用也随之升高。如果余热源的温度较低，使用卡琳娜循环的效果也会减低，这将使企业的投资成本回收期变长，经济效益非常低。在很多工厂的实践应用中证明卡琳娜循环的效果不尽如人意，即使是运行工况良好的卡琳娜循环发电装置，其经济效益也不甚理想。水蒸气朗肯循环是以水作为工质的动力循环装置，是目前大型火电厂最常用的循环系统。因为水中含有少量无机盐和氧气两种物质，在循环过程中会对系统造成不良的影响。因此，水蒸气朗肯循环必须要配备除盐设备和除氧设备，如此一来就产生了和卡琳娜循环相同的缺点——系统的复杂性升高，投资成本也升高。此外，还由于水在蒸发器中与热源进行换热后生成的水蒸气比体积较大，这就要
【参考文献】：
期刊论文
[1]有机工质向心透平设计与变工况分析[J]. 韩中合,贾晓强,李鹏. 动力工程学报. 2020(01)
[2]考虑环境温度变工况的分液冷凝有机朗肯循环系统优化设计[J]. 邱观福,罗向龙,陈健勇,杨智,陈颖. 广东工业大学学报. 2019(06)
[3]有机朗肯循环系统工质设计与系统参数的同步优化[J]. 王羽鹏,罗向龙,梁俊伟,陈健勇,杨智,陈颖. 广东工业大学学报. 2020(01)
[4]基于火积耗散热阻的新型板式省煤器传热分析[J]. 徐迅,吴俐俊. 热能动力工程. 2019(12)
[5]基于MODA算法的有机朗肯循环多目标优化[J]. 韩中合,梅中恺,李鹏. 工程热物理学报. 2019(11)
[6]热泵技术在火电厂节能中的应用分析[J]. 马静姝. 中国设备工程. 2019(20)
[7]蜂巢式烟气换热器积灰特性及其参数化研究[J]. 汤松臻,王飞龙,赵钦新,何雅玲,于洋. 工程热物理学报. 2019(09)
[8]氟塑料管烟气换热器的工程实践及应用效果分析[J]. 刘伟平,叶晓峰,车凌云,黄群,施华荣,樊鹏. 上海节能. 2019(08)
[9]低温过热有机朗肯循环工质筛选及参数优化[J]. 李鹏,韩中合,梅中恺,韩旭,王智. 太阳能学报. 2018(09)
[10]以R123和R245fa为循环工质的车用余热回收系统的分析[J]. 史磊,魏名山,马朝臣. 北京理工大学学报. 2017(09)
博士论文
[1]ORC低温余热发电系统热力学分析与性能优化研究[D]. 何嵘.郑州大学 2019
硕士论文
[1]基于ORC的瓷砖生产线余热回收利用研究[D]. 肖锐.中国矿业大学 2019
[2]太阳能有机朗肯循环中低温发电系统性能分析及优化设计[D]. 周鑫磊.山东建筑大学 2019
[3]化工低温余热发电系统的优化分析[D]. 姚玉婷.天津大学 2018
[4]管式烟气—水换热管传热性能分析与优化研究[D]. 刘亚晨.哈尔滨工业大学 2017
[5]中低温有机朗肯循环系统优化及实验研究[D]. 许俊俊.广东工业大学 2016
[6]余热资源品质的热力学可用势评价方法研究[D]. 包予佳.华中科技大学 2014
[7]热电厂余热梯级利用模式研究[D]. 苏喜庆.武汉理工大学 2010
[8]工业烟气余热回收利用方案优化研究[D]. 孟嘉.华中科技大学 2008
[9]板式换热器传热与流动分析[D]. 曲宁.山东大学 2005
本文编号：3274975
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