电站锅炉深度余热利用系统设备选型以及经济性分析

摘要

火力发电厂是以朗肯循环原理为基础进行的热功转换最终获得电能的。在能量转换过程的同时，也存在着较大的热量损失，而这些热量损失中的绝大部分是随锅炉排烟散失到周围环境当中。现役运行机组锅炉排烟温度一般在130～150℃范围内，随着火力发电厂抗腐蚀材料的使用，排烟温度进一步降低创造了新的契机。 我国余热利用技术近些年来取得了长足的发展，且余热利用形式多种多样，但多数停留在理论方面的分析，实际应用的形式多数较为简单。本文在此基础上采用热力学分析方法深入研究了欧洲高效余热利用系统的节能原理。但由于煤种和锅炉形式的差异，直接引入国外的设备并不一定能达到很好的节能效果，甚至会适得其反。因此本文引用欧洲高效余热利用系统的原理，首先以我国某典型超超临界燃煤机组为案例，进行了详细的热力参数的选择和节煤效果的计算。 文章中提出，电厂是否进行余热利用改造最直接的影响因素为综合经济效益，仅在热力学分析的基础上确定电厂改造的经济效益还远远不够。因此文中分换热器设备选型以及技术经济学两部分对改造系统进行综合经济效益。首先，欧洲高效余热利用系统复杂，有多级换热设备，本文对低温烟气热量回收装置中非常重要的且形式最为复杂的换热装置—前置式空气预热器进行了深入的探讨。利用流体力学以及传热学原理，对目前国内电站锅炉常用的几种空气预热器形式进行了分析计算。在进一步的换热器性能评价中，本文还引入了灰色层次分析理论，利用科学的评价方法综合评价各换热器装置性能，得出了适用于大型燃煤电站锅炉余热改造的前置式空气预热器形式，为电厂的换热器设备选型提供了科学易行的方法。然后，本文利用技术经济学原理，建立了一整套的余热利用系统的初投资分析流程和经济性评价方法，特别考虑了改造系统增加的厂用电耗和净节煤收益，从而从工程使用角度分析了欧洲高效余热利用系统原理应用于我国电厂改造的可行性，深度挖掘了余热利用改造的节能潜力。 本文研究的成果，对今后电站锅炉的深度余热利用系统的改造和分析有一定的参考意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 电站锅炉余热回收的研究背景及意义

1．1．1 锅炉烟气余热利用的意义

1．1．2 国内外余热利用系统技术现状

1．2 论文研究的主要内容

1．2．1 余热深度利用节能效果分析

1．2．2 前置式空气预热器选型研究

1．2．3 前置式空气预热器选型的评价方法研究

1．2．4 对电站锅炉深度余热利用系统经济性的分析

第2章 国内电站排烟余热利用系统的设计优化

2．1 欧洲高效余热利用系统

2．2 国内的高效余热利用系统热参数选择以及节能效果分析

2．2．1 案例机组的介绍

2．2．2 余热深度利用改造的设计参数

2．3 小结

第3章 前置式空气预热器的选型分析

3．1 前置式空气预热器装置的结构与特点介绍

3．2 换热器传热特性研究

3．2．1 换热器换热量

3．2．2 传热特性分析

3．2．3 换热分差

3．2．4 阻力特性分析

3．3 传热分析结果

3．4 本章小结

第4章 换热器选型综合评价方法

4．1 层次分析法和灰色关联分析法简介

4．2 利用AHP建立分析模型

4．2．1 模型的建立

4．2．2 确定判断矩阵和指标权重

4．3 利用灰色关联分析法评价矩阵的确定

4．4 换热器选型的综合评价

4．5 评价结果总结

第5章 高效烟气余热利用系统的经济性分析

5．1 系统的经济性评价流程

5．2 设备初投资分析

5．2．1 约束条件

5．2．2 设备的管道布置和结构计算

5．2．3 原空气预热器结构的影响

5．3 辅机电耗的增加

5．4 设备初投资计算

5．4．1 设备造价分析

5．4．2 管道造价

5．5 经济性分析

5．6 结论

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢