高原氣候條件下水泥窯低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)熱力學(xué)分析及優(yōu)化.pdf

1、水泥行業(yè)是高耗能的產(chǎn)業(yè)，近年來雖然水泥熟料生產(chǎn)技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，但水泥行業(yè)的能耗依然很高，采用低溫余熱發(fā)電技術(shù)是降低水泥行業(yè)能耗的最好途徑之一。青海地處高海拔地區(qū)，年平均氣溫比低，晝夜溫差大，大氣壓力低，受高原氣候的影響，低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率較低。本文依托《水泥行業(yè)低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)高原適應(yīng)性研究及示范》項(xiàng)目，對青海省典型水泥生產(chǎn)企業(yè)的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行熱力學(xué)分析，并對低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到提高發(fā)電效率的目的。

2、　　通過質(zhì)量守恒定律和熱力學(xué)第一定律，對整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了物質(zhì)流和能量流分析，結(jié)果表明：能量的損失主要集中在汽輪機(jī)、乏汽、廢氣、鍋爐和蒸汽管道散熱和循環(huán)水等環(huán)節(jié)。其中循環(huán)水和 AQC爐出口廢氣所含的能量分別為114.10GJ/h和30GJ/h，能量從數(shù)量上的損失大。但是將熱力學(xué)第一定律和第二定律相結(jié)合，通過分析后，結(jié)果表明：AQC爐出口廢氣帶出的只有3.46 GJ/h，相對較小，而且廢氣溫度低于85℃，回收利用價(jià)值不大。凝汽器中由循

3、環(huán)水帶走的為4501.2MJ/h，這部分只占到整個(gè)系統(tǒng)帶入的4.5％，因而想通過減少循環(huán)水的損失來提高整個(gè)系統(tǒng)的效率，空間比較有限。而汽輪機(jī)、AQC爐、SP爐才是提高效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它們的損失分別占到系統(tǒng)損失的40.67%、20.33%、21.31%。對汽輪機(jī)和余熱鍋爐進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，降低這部分損失能有效地提高整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)的效率。
　　分別研究了主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、節(jié)點(diǎn)溫差和接近點(diǎn)溫差對 AQC爐、SP爐、汽輪機(jī)和聯(lián)合效率的

4、影響，并通過研究各參數(shù)對聯(lián)合效率的影響，發(fā)現(xiàn)參數(shù)對聯(lián)合效率的影響由大到小的順序是主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、節(jié)點(diǎn)溫差和接近點(diǎn)溫差。最終選擇主蒸汽溫度和主蒸汽壓力作為優(yōu)化參數(shù)，對鍋爐和汽輪機(jī)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化。優(yōu)化后 AQC爐的損失為8.5906×106 kJ/h，SP爐的損失為6.8362×106 kJ/h，汽輪機(jī)的損失為1.3615×106 kJ/h，比優(yōu)化前分別降低1.38%、2.52%和2.19%，優(yōu)化后系統(tǒng)的發(fā)電量可以從7.12Mw提高到