燃煤工业锅炉排烟温度技术经济分析及热力学优化

摘要

国家正加快推进节能工程，提高能源利用效率，节能减排。工业锅炉总容量的85％左右为燃煤锅炉，煤炭消耗量占全年煤炭产量的20%左右。我国的燃煤工业锅炉实际平均热效率仅65%左右，能源利用率较低。排烟温度是影响锅炉效率的重要因素，一般排烟温度每降低20℃，锅炉效率会升高1-1.2%。然而，受低温腐蚀和堵灰等条件的限制，现有燃煤工业锅炉排烟温度多在160℃以上，排烟热损失为9%左右。故大幅度降低然燃煤工业锅炉的排烟温度，能明显提高其经济性。
　　降低燃煤工业锅炉排烟温度的方法有锅炉系统运行调整和增设尾部受热面进行烟气深度冷却。前者包括优化燃烧调整、保持受热面清洁等方式。而烟气深度冷却方式层出不穷，各有特点。其中复合相变换热器的热管壁温均匀可控空调，可通过控制热管壁温，避免烟气侧低温腐蚀。铸铁式空气预热器具有耐腐蚀特性，可用来深度降低排烟温度。本文将二者组合提出了一种降低燃煤工业锅炉排烟温度的技术方案。
　　选定某SZL7.0-1.0/115/70-AⅡ型号热水锅炉为研究对象。针对在运行锅炉余热回收改造和新设计锅炉系统，研究了尾部受热面结构和热力参数随排烟温度的变化关系。
　　应用技术经济学原理，对余热回收改造时和新设计锅炉时的排烟温度进行技术经济分析，确定了经济评价指标随排烟温度的变化关系，并综合分析得出两种情况下最优排烟温度设计值，为燃煤工业锅炉余热回收改造和新设计锅炉排烟温度确定提供参考。
　　对尾部受热面进行了热力学优化分析。根据不可避免?损失原理，确定了各受热面工质最佳流速。根据?分析原理，确定了各受热面?效率，复合相变换热器换热?效率大于省煤器。将省煤器用复合相变换热器合并，应用夹点技术，采用经济目标，研究了其和铸铁空气预热器在尾部烟温段的合理搭配，并确定了尾部受热面换热最优夹点温差。在最优夹点温差条件下，进一步确定了复合相变换热器热管中工质饱和温度的最优值。

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第1章 绪 论

1.1课题的来源

1.2课题研究的背景和意义

1.3国内外研究现状

1.4本文研究内容

第2章 降低燃煤工业锅炉排烟温度技术方案研究

2.1烟气酸露点估算

2.2技术方案确定

2.3尾部受热面设计方法

2.4在运行锅炉余热回收排烟温度100~30℃时重要参数

2.5新设计燃煤工业锅炉排烟温度研究

2.6本章小结

第3章 燃煤工业锅炉排烟温度技术经济分析

3.1财务评价方法

3.2敏感性分析法

3.3燃煤工业锅炉余热回收排烟温度技术经济分析

3.4新设计燃煤工业锅炉排烟温度技术经济分析

3.5本章小结

第4章 锅炉尾部受热面的热力学分析

4.1热力学分析方法概述

4.2受热面工质流速优化

4.3尾部受热面热量分配优化

4.4热管内介质温度优化

4.5本章小结

结论

参考文献

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致谢