伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)全局能量優(yōu)化與(火用)評價.pdf

1、鋼鐵企業(yè)伴生能源種類繁多，布局分散，品質(zhì)參差不齊，加之囿于傳統(tǒng)回收技術與方法，各項伴生能源只進行了分散回收，且利用效率偏低。鑒于此，本文從鋼鐵企業(yè)全局角度出發(fā)，首先對不同品位的伴生能源進行全局能量調(diào)優(yōu)，然后著重對所提出的伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)和耦合化學鏈燃燒的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)從組件層面進行(火用)評價，最后闡述了伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)在工程應用中的技術關鍵。
　　 本文的主要內(nèi)容如下:
　　 首先，以夾點技術為基礎，利用全局溫焓曲線

2、方法，展開對鋼鐵企業(yè)伴生能源全局能量優(yōu)化理論研究。將在化工領域和換熱器網(wǎng)絡優(yōu)化中常用的夾點技術嘗試性地引入到鋼鐵企業(yè)余熱能的利用中。以干熄焦裝置為例，闡述了在鋼鐵企業(yè)換熱設備系統(tǒng)中如何進行物流選擇與數(shù)據(jù)提取;以某大型鋼鐵企業(yè)熱能利用為例，通過比對分析當前工況、目標工況和需求工況的用能情況，詳細論述了以全局溫焓曲線對余熱能進行調(diào)優(yōu)的方法，研究發(fā)現(xiàn)，調(diào)整后可多輸出電功率22.456 MW;以燃用低熱值高爐煤氣的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)和燒結機冷卻熱

3、廢氣發(fā)電系統(tǒng)為例，從全局角度出發(fā)，闡述兩套系統(tǒng)整合的優(yōu)化方案。
　　 其次，提出煉鐵工序伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，并對其進行(火用)、（火用）經(jīng)濟性和（火用)環(huán)境影響評價?；谀芰科胶狻?火用)平衡和能級平衡理論，通過對富余煤氣燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)及整合后的煉鐵工序伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱力學性能進行比對分析，結果表明:在富余煤氣初參數(shù)及余熱鍋爐蒸汽側(cè)熱力參數(shù)不變條件下，整合后，系統(tǒng)能效率及(火用)效率分別較整合前提高約3.00％及1

4、.18％，而能級差降低約27.28％?；跓峤?jīng)濟學結構理論，考察了系統(tǒng)中每個組件的三個(火用)經(jīng)濟指標、系統(tǒng)性能參數(shù)和設備購買成本及燃料成本等對單位產(chǎn)品成本的影響，分析了系統(tǒng)組件(火用)損對環(huán)境的影響;與現(xiàn)有三個發(fā)電系統(tǒng)進行比較表明:該系統(tǒng)單位輸出功成本最小，而單位燃料輸出功最大。
　　 然后，提出耦合化學鏈燃燒的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)，并對其進行(火用）、（火用）經(jīng)濟性和（火用）損環(huán)境影響指標評價。在將（火用）損劃分為不可避免部分與可避

5、免部分、內(nèi)源性部分與外源性部分后，基于熱經(jīng)濟學結構理論，從（火用）、（火用）經(jīng)濟性和（火用）損環(huán)境影響三個角度分別詳細論述了對耦合化學鏈燃燒的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的評價過程，試圖從系統(tǒng)組件層面找到效率提高與投資成本和環(huán)境影響降低的權衡點，并結合分析結果給出了系統(tǒng)組件相應的改造先后順序。與所提出的伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)進行性能比較后發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)單位燃料輸出功提高約16％，單位輸出功環(huán)境影響指標降低約5.2％。
　　 最后，從工程應用角度出發(fā)，

6、對伴生氣聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)實際操作中的一些技術關鍵問題進行闡述，并利用EUD圖像（火用）分析方法，對燃氣透平、余熱鍋爐和補汽式蒸汽輪機等關鍵部件進行（火用）損分析。根據(jù)鋼鐵企業(yè)富余煤氣波動規(guī)律，完成了適宜低熱值煤氣用燃氣透平選型研究，并分析了空氣壓縮機壓比、空氣壓縮機入口空氣溫度、高爐煤氣低位發(fā)熱量對燃氣透平凈輸出功及其排煙溫度的影響;根據(jù)燒結廢氣顯熱分布規(guī)律，完成了適宜燒結低溫顯熱高效回收的重力熱管蒸汽發(fā)生器方案設計，并考察了煙氣側(cè)入口處迎