300MW循环流化床锅炉气化渣掺烧与干燥技术研究

摘要

经济技术的发展离不开能源的开发利用，全球储存量丰富的煤炭作为我国长期利用的能源广泛分布在全国各地。我国煤炭资源分布广泛，但却分布不均，使部分地区造成煤炭供应紧张的局面。分布不均、运输能力不足等促使我们开展煤炭掺混技术以求锅炉稳定运行。煤气化渣含有丰富的SiO2，Al2O3，Fe2O3，具有一定的火山灰活性，为煤炭掺烧技术提供了选择。
　　本论文以某300MW循环流化床机组为案例，基于热力学和技术经济学等相关理论，对气化渣掺烧与干燥方案进行了系统的分析研究。对不同掺烧与干燥方案的锅炉效率、发电煤耗以及经济收益等热力性能和经济性能的影响进行理论分析，并建立掺烧与干燥系统计算模型。基于该计算模型，本文从热力学和经济学角度对掺烧与干燥系统进行了详细的计算分析，结果表明:对于三种直接掺烧气化渣方案，利用热力学和经济学相关知识，掺烧气化粗渣（25％水分）对烟气成分的影响较小，烟气流量比原机组仅增加2.07％,一次风量也仅增加1.48％，锅炉效率也仅降低0.46％，发电煤耗仅增加1.6g/kWh，均小于掺混粗渣和掺混气化渣的方案。但掺混气化渣方案的经济效益更加显著，节约燃料成本约9896元/小时，年盈利约3000万元。所以在此基础上，提出若干种干燥气化渣方案，既具备一定的节能效果，也达到很好的经济效益。
　　针对直接掺烧技术的矛盾与不足，本文提出将气化渣干燥后与原煤进行掺烧以及粗渣风干细渣干燥等五种方案，经系统的分析研究后发现:将气化渣分别干燥到25％、20％、15％以及10％水分含量后，虽然随着干燥程度的加深，系统热力性能优越，但是其所需干燥能耗和抽汽量均较大，干燥设备投资及年运行维护费用均增加。相反，由于粗渣风干细渣干燥方案中，只需要干燥少量的气化细渣，所以其干燥成本和运行维护费用均较低，可节约燃料成本约1.08万元/小时，年盈利约3084万元，具有很好的经济性能。
　　本文研究结果，对实现我国煤炭掺烧技术的设计优化和高效运行奠定了科学的理论基础，为煤炭掺烧技术及电厂热力系统的高效集成指明了前进的方向。

目录

声明

摘要

1．1 我国用煤基本情况

1．2 选题背景和研究意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 论文主要研究内容

第2章 掺烧系统的提出与模型建立

2．1 掺烧系统提出的原因及基本假设

2．2 煤炭掺烧系统模型建立

2．2．1 利用工业分析计算元素分析

2．2．2 EBSILON软件概括

2．2．4 系统经济性评价指标

2．3 本章小结

第3章 基于实验的煤质特性分析

3．1 气化渣的工业分析和元素分析

3．2 气化渣的干燥实验

3．2．1 干燥实验装置及步骤

3．2．2 干燥实验结果与分析

3．3 气化渣的复吸实验

3．4 本章小结

第4章 直接掺烧方案的分析研究

4．1 直接掺烧气化渣方案的提出

4．2 热力系统性能分析

4．2．1 烟气成分变化分析

4．2．2 热力系统性能分析

4．3 技术经济性分析

4．4 本章小结

第5章 干燥掺混方案的分析研究

5．1 干燥掺烧方案的提出

5．2 热力系统性能分析

5．2．1 干燥气化渣所需热量计算

5．2．2 烟气成分变化分析

5．2．3 热力系统性能分析

5．3 技术经济性能分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文主要工作及结论

6．2 研究工作的展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

硕士学位论文科研项目背景

致谢