山东科技大学学士学位论文 摘要
摘要
烧结余热发电技术是一项将烧结废气余热资源转变为电力的节能技术。由于国内烧结余热发电起步较晚，因此还存在回收率较低等很多问题，现对现有的余热发电系统进行分析，提出新的改进措施，从而提高余热资源回收率及机组的发电功率。
本研究通过分别分析烧结余热发电双压系统、单压系统、闪蒸系统和补燃系统四种余热发电系统的热力学和经济性计算，发现对于钢铁企业，双压系统的热力特性和经济性最佳，排出的污染物较少，是最合理的设计方案。最后，对于当前技术条件下烧结余热发电技术应用难点，本设计通过设计余热发电流程，严格控制余热发电环节，以优化余热发电方案，取得更好的经济及环境效益。
关键词：余热发电、烧结、双压
山东科技大学学士学位论文 摘要
ABSTRACT
Sintering waste heat power generation technology is a sintered exhaust heat resources into electricity saving technology. As domestic sintering waste heat power generation started late, so there are still many problems such as low recovery rate, now we existing analysis cogeneration systems, propose new measures for improvement, thereby improving waste heat recovery and power generation units.
This study analyzed separately dual-pressure sintering waste heat power generation system, a single pressure system, flash system and the complement system, fuel system, four kinds of cogeneration thermodynamic and economic calculations and found that the iron and steel enterprises, dual pressure system and economy of the thermodynamic properties is best, fewer pollutants dischar- ed, is the most reasonable design. Finally, the sintering waste heat power genera- tion technology difficulties of current technical conditions, this design through the design of waste heat power generation process, strict control of waste heat power generation process, in order to optimize the waste heat power generation system, and obtain better economic and environmental benefits.
Key words: waste heat power generation, sintering, dual-pressure
山东科技大学学士学位论文 目录
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1绪论 ................................................................................................................................. 1
1.1研究背景 .............................................................................................................. 1 1.2烧结余热发电技术国内外研究现状 ............................................................ 3 1.3烧结余热发电研究意义 .................................................................................. 4 1.4研究内容 .............................................................................................................. 5
2烧结余热发电系统分析 ....................................................................................... 6
2.1烧结余热发电系统 ........................................................................................... 6 2.2烧结余热发电烟气系统 .................................................................................. 8 2.3烧结余热发电热力系统分析方法 ................................................................ 9 2.4烧结余热发电四种热力系统热力学分析 ................................................ 13 2.5烧结余热发电四种热力系统经济性分析 ................................................ 22
3烧结余热发电设备 ............................................................................................... 26
3.1选型原则 ............................................................................................................ 26 3.2部分主要设备的选型要求及选择 .............................................................. 26
4烧结余热发电技术应用难点及解决方法................................................ 32
4.1烧结余热发电技术应用难点 ....................................................................... 32 4.2烧结余热发电技术应用难点解决方法 ..................................................... 33
5总结 ............................................................................................................................... 36 参考文献 ........................................................................................................................ 37 致谢 ................................................................................................................................... 39 附录A 烧结余热发电系统总图 ....................................................................... 40 附录B 外文参考文献及译文 ............................................................................. 42
山东科技大学学士学位论文 绪论
1绪论
1.1研究背景
1.1.1 钢铁工业烧结余热能源现状
钢铁生产过程中消耗了大量的资源、能源，因此随着钢铁产量的增长，能源消耗总量也持续上升。在所有钢铁生产流程中，烧结工序能耗所占比例较高，一般约占总能耗的10%。降低烧结工序能耗对于促进钢铁工业节能减排，提高企业综合产能具有十分重大的意义。2005 年我国重点大中型钢铁企业烧结工序能耗平均值为64.82kgce/t，因为2006 年国家将电力折标煤系数从0.404kgce/kWh 调整到0.1229kgce/kWh，因此，2006 年以后烧结工序能耗出现大幅度下降的现象。到2009 年，我国重点大中型钢铁企业烧结工序能耗首次降低到55kgce/t 以下，2010 年则在此基础上更进一步，达到52.65kgce/t。2005~ 2010 年我国重点大中型钢铁企业烧结工序能耗变化及对比情况如图1.1 所示[1]。
图1.1 “十一五”期间我国重点大中型钢铁企业烧结工序能耗
钢铁工业烧结余热发电是一项将烧结废气余热能源转变为电能的余热
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山东科技大学学士学位论文 绪论
回收利用技术，该技术不需要消耗一次能源，不产生额外的废气、废渣、粉尘以及其它有害气体，降低了钢铁企业对环境的粉尘污染和热污染，具有较大的经济效益、环境效益和社会效益。但该技术目前面临余热回收设备投资较大，余热能源的回收率较低等问题。国外先进钢铁企业二次能源的回收率一般在90%以上，而国内的大多数钢铁企业回收率只有30%~50%，比国外先进钢铁企业落后约50个百分点，可见国内钢铁企业余热能源回收利用潜力巨大。
1.1.2 钢铁工业余热回收利用概况
钢铁工业烧结余热回收主要有两部分：一部分是烧结机尾部废气余热，另一部分是热烧结矿在冷却机前段空冷时产生的废气余热。这两部分废气所含热量约占烧结总能耗的50%，充分利用这部分热量是提高烧结工艺的效率，显著降低烧结工序能耗的途径之一[2]。
目前，国内烧结废气余热回收利用主要有三种方式：一是直接将废烟气经过净化后作为点火炉的助燃空气或用于预热混合料，以降低燃料消耗，这种方式较为简单，但余热利用量有限，一般不超过烟气量的10%；二是将废烟气通过余热锅炉或热管装置产生蒸汽，并入全厂蒸汽管网，替代部分燃煤锅炉；三是将余热锅炉产生蒸汽用于驱动汽轮机组发电。
从实现能源梯级利用的高效性和经济性角度来看，最为有效的余热利用途径是余热发电，对烧结矿产生的烟气余热回收，平均每吨可发电20kWh，折合每吨钢综合能耗可降低8千克标准煤。我国烧结余热发电机组按余热锅炉形式分为四种，即：单压余热发电技术、双压余热发电技术、闪蒸余热发电技术和带补燃余热发电技术。近年，纯低温余热发电技术已在建材等行业得到了广泛应用，特别是随着双压、闪蒸发电技术和补汽凝汽式汽轮机技术获得突破，大大提高了余热回收效率，为钢铁企业烧结余
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