辊道窑炉燃烧-发电集成系统特性研究与评价

摘要

在硅酸盐工业的生产中，常常使用化石能源直接燃烧产生热量作为热工艺过程的热源，然而，使用这样的产热方式虽然能够保证硅酸盐窑炉的热工艺条件，但是却大大降低了能源的利用的合理性。
　　本文在对窑炉工业用能现状分析和用能存在的问题的基础上，结合前人的研究成果，根据能量梯级利用的原则的引入了使用辊道窑炉与燃气轮机集成的辊道窑炉燃烧-发电系统：先将燃料输入燃气轮机之中进行发电，将透平所排出的烟气输入到辊道窑炉的燃烧室中进行二次燃烧，最后再将燃烧后的烟气排入烧成段中进行物料到成品的处理。
　　论文以构建高效合理的辊道窑炉燃烧发电集成系统为目标，提出了集成系统中辊道窑炉与燃气轮机的配置方法，并对集成系统中各部件的性能参数的变化规律进行了研究。从集成系统能量平衡关系、质量守恒关系出发，建立了集成系统的数学模型，选取燃气轮机的温比值?和热回收设备中冷流体温升值t作为自由变量，研究并总结了集成系统中，燃气轮机压比、燃料空气比 f、窑炉烧成段烟气温度tyq、燃气轮机吸气量 k,rqljG等性能参数之间相互影响的关系以及各自的变化规律。
　　为了能够得到较优的系统设计选型参数，在得到各参数变化规律的基础上，本文针对集成系统的特点，提出了对集成系统的综合性能进行评价分析的四种技术经济指标：窑炉用热效率yl、集成系统功热比Rgr、集成系统综合燃料发电效率ele,rqlj、集成系统的年综合效益值Fa。以生产规模为90t/日的建筑陶瓷生产线为例，分析研究在确定的辊道窑炉生产规模下，随集成系统各参数的变化，技术经济指标的变化规律，在各参数所能够取得的范围内，得到了窑炉用热效率指标、年综合效益指标和功热比指标、综合发电率指标下系统各部件的最佳性能参数，并以此作为系统的设计选型参数。
　　通过本文的研究工作，完成了对于辊道窑炉燃烧发电集成系统特性的研究，提出了对该集成系统性能进行评价的技术经济指标，为对该类系统的进一步设计与评价提供了理论基础。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究发展现状

1.3 主要研究内容

第2章 燃烧-发电集成系统构成与能量平衡关系

2.1 总能系统的一般形式

2.2 集成系统的构成与配置方法

2.3 集成系统能量平衡分析

2.4 本章小结

第3章 燃烧-发电集成系统数学模型的建立

3.1 系统工质的热物性

3.2 集成系统数学模型的建立

3.3 本章小结

第4章 燃烧-发电集成系统特性参数分析

4.1 集成系统数学模型的求解

4.2 无热回收时集成系统特性分析

4.3 有热回收时集成系统特性分析

4.4 集成系统参数变化对燃气轮机吸气量的影响

4.5 本章小结

第5章 集成系统评价指标变化规律分析

5.1 案例介绍

5.2 集成系统技术效益指标分析

5.3 集成系统经济效益指标分析

5.4 窑炉烟气温度值变化时各指标的变化规律

5.5 案例集成系统选型参数的确定

5.6 本章小结

结论

参考文献

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致谢