烧结余热罐式回收余热锅炉适宜操作参数研究

摘要

罐式回收是一种烧结矿余热高效回收与利用新工艺，其主要由余热回收罐体、余热锅炉和汽轮发电机组3部分组成。其中，余热锅炉联接着余热回收罐体和汽轮—发电机组，是能量转换的关键设备，其操作参数直接影响着整个系统的余热回收效果和经济性。余热罐式回收系统中，余热锅炉的入口热载体温度较传统环冷机模式的余热锅炉要高100～130℃，热载体的流量也较传统的余热锅炉有一定差异，故余热锅炉的结构型式、热工参数都需要重新调整。基于此，本文在团队已有研究的基础上，计算并对比分析不同结构型式余热锅炉的热工性能，藉此确定余热锅炉适宜的结构型式;基于操作参数对余热锅炉产生蒸汽携带（用）量和锅炉总传热面积的关系，建立余热锅炉的热经济学模型，并编制了用于求解模型的余热锅炉热力计算程序;分析了热工参数对余热锅炉蒸发量、产生蒸汽携带炯量、锅炉总传热面积的影响，藉此确定了余热锅炉适宜的操作参数。通过本文的研究，确定了烧结余热罐式回收系统中余热锅炉适宜的结构型式和操作参数，为余热锅炉适宜设计参数的选择提供了依据，也为后续技术攻关奠定了坚实的理论基础。 研究结果表明: (1)罐式回收余热锅炉适宜的结构型式为:立式、双压、强制循环、翅片管式余热锅炉;且沿着热载体流动方向，依次布置高压过热器、高压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、低压蒸发器和低压省煤器，这有别于传统余热锅炉。 (2)余热锅炉的操作参数影响着余热锅炉产生蒸汽携带的总（用）值。余热锅炉产生蒸汽携带的总炯值随高压蒸汽压力、高压蒸汽温度、低压蒸汽温度呈指数增加，随低压蒸汽压力呈指数降低，随余热锅炉的高、低压节点温差和接近点温差呈线性降低。 (3)余热锅炉的操作参数影响着余热锅炉总换热面积。余热锅炉总换热面积随高压蒸汽压力、高压蒸汽温度、低压蒸汽温度呈指数增加，随低压蒸汽压力、高、低压节点温差和接近点温差呈指数降低。 (4)余热锅炉入口的热载体温度与流量决定着锅炉的内部参数，且入口热载体温越高，最优主蒸汽温度越高;但热载体温度对其他最优操作参数影响不大;随入口热载体温的升高，蒸汽携带总（用）量增大，锅炉换热面积变大。 (5)对国内某360m2烧结机而言，通过对3组热载体入口参数热工性能的对比，确定工况1的锅炉进口条件较为合适;在此进口条件下，高压蒸汽压力为6.0MPa，高压蒸汽温度为460℃，低压蒸汽压力为0.5MPa，低压蒸汽温度为246℃，高压节点温差为22.5℃，高压接近点温差为22.5℃，低压节点温差为25℃，低压接近点温差为15℃;此时，估算汽轮—发电机组发电功率为20.17MW，吨矿发电量约为32.8kWh/t，比传统模式约提高60％。

目录

声明

摘要

1．1问题的提出及意义

1．2余热锅炉研究现状

1．3本文研究内容与方法

第2章余热锅炉结构型式的确定

2．1余热锅炉管型的选择

2．2余热锅炉汽水系统的确定

2．2．1热力计算模型建立

2．2．2给定设计条件

2．2．3单压汽水系统热力特性计算

2．2．4蒸汽／热水闪蒸汽水系统热力特性计算

2．2．5双压汽水系统热力特性计算

2．2．6双压再热汽水系统热力特性计算

2．2．7三压汽水系统热力特性计算

2．2．8各汽水系统主要指标的比较

2．3余热锅炉受热面的布置方式的确定

2．3．1受热面布置的两种方式

2．3．2两种方案的能量平衡分析

2．4小结

第3章余热锅炉热经济学参数优化模型建立与求解方法

3．1余热锅炉热经济学优化模型的建立

3．1．1热经济学的适用范围

3．1．2成本和残值

3．1．3资金的时间价值

3．1．4年度化费用

3．1．5(火用)单价

3．1．6优化模型的确定

3．2优化模型的求解方法

3．2．1程序开发工具的优点

3．2．2热力计算数学模型的建立

3．2．3计算程序的编制

3．3．4打开和保存功能

3．3小结

第4章余热锅炉适宜操作参数研究

4．1参数优化模型初参数的选取

4．2适宜余热锅炉参数选择

4．2．1高压蒸汽压力对锅炉指标的影响

4．2．2高压蒸汽温度对锅炉指标的影响

4．2．3低压蒸汽压力对锅炉指标的影响

4．2．4低压蒸汽温度对锅炉指标的影响

4．2．5高压节点温差对锅炉指标的影响

4．2．6高压接近点温差对锅炉性能的影响

4．2．7低压节点温差对锅炉性能的影响

4．2．8低压节点温差对锅炉性能的影响

4．2．9迭代确定最优参数

4．3适宜入口热空气条件的探究

4．4小结

第5章结论及展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文