余热发电用低参数大功率汽轮机设计分析

针对工业过程中所排放的烟气余热特性,及相应生产的蒸汽参数及流量特点,分析了低参数、大流量余热发电用汽轮机功率大、通流面积大、机组效率低及蒸汽湿度大等设计难点,并从多个方面提出了一些设计方法,为余热发电用低参数大功率汽轮机的设计开发提供参考。     

1000t/d石灰窑余热发电系统分析及优化

针对1000t/d石灰窑生产线余热发电系统进行建模分析及优化。计算结果表明:采用传统朗肯循环发电系统,实际发电功率低于900k W,进汽轮机蒸汽最佳压力范围为0.35~0.5MPa,最佳温度范围为190~220℃;采用双工质有机朗肯循环发电系统发电功率大幅度提高,以R123作为有机工质为例,进汽轮机蒸汽最佳压力3.0MPa、蒸汽温度173.3℃,理论最大输出功率1391k W。同时对有机朗肯循环系统中广泛采用的有机工质ORC循环系统进行了对比分析,为活性石灰低温余热的高效利用提供了理论基础。     

百公斤级烧结余热冷却炉结构和操作参数优化

为了确定和优化一台处理量为100 kg/h竖罐式冷却炉最优结构和操作参数,在分析竖罐冷却段内的气固传热过程后,根据竖罐内气固换热的特征数关联式给出竖罐内的气固传热计算步骤。在此基础上确定影响罐体内冷却过程的结构和操作参数,主要包括冷却段的高度、冷却段的直径、冷却风进口温度和冷却风流量,并依次分析了各影响参数对冷却过程的影响规律和出口参数即冷却风出口温度、烧结矿出口温度、出口冷却风所携带的值及料层阻力损失的变化规律。利用正交分析法确定其适宜的结构参数和操作参数组合。经计算分析可知,对一台处理量为100 kg/h的竖罐炉,要使烧结矿温度、冷却风温度达到要求时,最佳的结构参数和操作参数是冷却段高度为1.4 m,直径12.2 cm,冷却风的表观流速为3.0 m/s,冷却风进口温度40℃。     

水泥窑余热发电系统公共过热器设计原则

随着水泥熟料生产工艺的技术进步,熟料烧成热耗不断降低,窑尾预热器出口的烟气温度不断降低,必然对配套建设余热发电产生重要影响。本文针对某典型5000t／d水泥熟料生产线余热参数,模拟分析了有／无公共过热器的两种余热发电系统,结果表明有公共过热器的余热发电系统高压蒸汽产量降低;公共过热器出口蒸汽温度越高,系统输出功率也越大;窑尾烟气温度的高低对于设计公共过热器是否合理起决定性影响,而循环水温度也是重要的影响因素。     

10000t/d水泥熟料线余热发电汽轮机热力设计

针对工业过程中10 000 t/d水泥熟料生产线所产生的烟气余热特点,分析了与烟气参数对应的蒸汽参数及余热锅炉成本,并针对不同蒸汽参数下汽轮机的热力特性进行了计算,通过对发电量及发电成本等方面进行对比分析,确定了最经济的10 000 t/d水泥线余热发电汽轮机的热力设计方案。     

水泥窑余热发电工程设计优化措施

随着水泥窑余热发电的广泛推广和应用,不同工程项目投产后的实际效果也有所不同。本文作者结合多年的工程实践经验,从工程设计角度,提出以水泥窑余热利用最充分、余热发电系统效率最大和余热发电厂用电最低为设计优化原则,总结水泥窑余热发电工程设计的优化措施,供水泥窑余热发电工程设计借鉴。     

超临界压力下水在方形环腔内垂直上升的传热特性

在西安交通大学超临界传热试验台上研究了超临界压力下水在方形环腔中垂直上升的传热特性.试验压力23～25 MPa;质量流速500～1 200kg/(m~2·s);热流密度200～800 kW/m~2;工质进口温度300～400℃.试验结果表明:带绕丝固定的方形环腔结构在高质量流速低热负荷的情况下,在拟临界区域传热会得到强化,而在低质量流速高热负荷的情况下,会发生传热恶化现象;较低的超临界压力下会有更加突出的传热强化表现,但是传热恶化会提前发生,并且更加剧烈,因此较高的超临界压力意味着安全性更高.     

烧结矿炉式冷却装置料层阻力试验研究

针对烧结矿炉式冷却装置料层阻力分布特性问题,开展料层阻力特性试验研究。重点分析了料层高度0.8～1.0m、掺料比0～25%、冷却风流速0.4～2.2 m/s的参数范围内的料层阻力特性。研究结果表明:掺料比对料层阻力影响最大。烧结矿炉式冷却装置料层单位压力损失随掺料比的增加而增加,当掺料比大于15%后,增加掺料比对料层单位压力损失的影响降低;当料层高度一定时,单位料层压力损失与冷却风流速呈二次函数关系,随着冷却风流量的增加而增加。     

石灰回转窑余热发电ORC装置有机工质选择

新型石灰回转窑竖式预热器出口处废气温度在250℃左右,采用以水为工质的郎肯循环回收烟气余热存在发电功率低、热效率低、项目投资回收期长等问题.针对石灰窑废气余热,采用循环热水和有机工质双工质系统对余热进行回收发电,研究了分别采用R21,R123,R245ca,R245fa 4种有机工质系统余热发电的各项性能指标.结果表明,R123在较小的窄点温差和120~170℃的蒸发温度下,发电功率最高.为保证换热过程的高效并获得尽可能高的余热利用率,R123和R21系统适合采用小窄点温差;R245ca和R245fa适合采用大窄点温差;从发电功率来看,几种工质相差不大,但考虑价格因素,选用R123工质.     

水泥窑余热发电工程设计优化措施

随着水泥窑余热发电的广泛推广和应用,不同工程项目投产后的实际效果也有所不同。本文作者结合多年的工程实践经验,从工程设计角度,提出以水泥窑余热利用最充分、余热发电系统效率最大和余热发电厂用电最低为设计优化原则,总结水泥窑余热发电工程设计的优化措施,供水泥窑余热发电工程设计借鉴。