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新型干法水泥窑纯低温双压余热发电系统的热力参数优化

北极星环保网  来源:《建筑工程技术与设计》  作者:张沁慧  2016/7/22 11:08:26  我要投稿  
所属频道: 节能  关键词:余热发电 水泥窑 AQC炉

北极星环保网讯:在现代之中水泥窑余热发电系统已经应用的较为广泛,本文通过数学模型的建立,充分论证了相关参数的具体耦合关系,这些参数主要包括AQC炉和SP炉排气、高压段和低压段的蒸汽等。希望进行相关参数的优化,充分确保其更为良好。

一、数学模型的建立

建立数学模型,便应该对于系统进行有着充分的认识,在余热发电系统之中,通过对于AQC炉的相关热量进行收集,将其传至到发电机和汽轮机之中,然后这两者通过自身的运行效果,并通过除氧装置和凝气泵等的相关工作进行有效发电。对于其参数进行优化,也就是对于系统的各个阶段的参数进行有效分析,通过调整参数来保证整个系统达到最优工作效果。

1.SP炉相关参数

在实际工作之中,SP炉从进口到出口的保持了一个能量平衡,进口到出口也就是从省煤器到过热器,在这个过程之中能量守恒应该遵循的公式为:

Gsp(a1-a2)b=Csp(a3,sp-a4s)

在这个公式之中,G代表了相应的气体含量,以立方米为基本单位;b为锅炉的基本保温系数;a代表了烟气含量,不同的数字代表了它们不同的位置,所以在进行参数优化过程之中,仍应该注意的是便是即使参数调整了仍应该遵从这个基本能量守恒定理。

2.AQC炉的相关参数

AQC炉在工作之中,工作方式基本和SP炉一致,进口到出口也就是从省煤器到过热器,在这个过程之中能量守恒应该遵循的公式为:

Gx(axg1-axg2)=Haqc,a(a3-a4)

在这个公式之中,同样G代表了气体含量,以立方米为基本单位;a代表了进出口,不同的相应数字代表了他们具体的位置不同,参数的相关优化,仍然需要以基本的能量守恒方程作为指导公式,进行相关优化过程。

3.约束条件

因为在进行参数优化的过程之中,仍应该注意相关的工作性能,落实到实际之中,也就是为了保护工作性能,便会形成对于参数优化过程之中的约束条件。这些约束条件主要包括任何情况下,汽轮机补气过热度必须在二十二摄氏度之上,这种相关要求主要是因为传热端差是客观存在的现象,而且现代之中不能消除,所以主蒸汽的温度往往需要受到烟气温度的限制;热平衡等方面情况以及SP炉的排烟温度基本要求,这些需要SP炉省煤器给水温度必须为一百三十五摄氏度;汽轮机乏汽干度系数必须在0.88之上,所以对于蒸汽压力有了一个限定,也就是在实际工作之中,需要主蒸汽压力在0.52-2.6MPa之间,补气压力需要在0.14-0.35MPa之间。对于参数优化不仅仅是这些约束条件,在具体的优化过程之中,需要AQC的蒸汽温度在345到365之间,SP炉的蒸汽温度需要在285-315之间,这些基本上都属于对于参数优化的具体调整,这些调整很大程度上帮助了参数优化进行了自我限制,也加大了参数优化的相关难度。最后为了保证安全,需要接近点温差大于十摄氏度,如果接近点温差过小,会导致工质在省煤器之内沸腾,同样AQC炉的出口水温需要小于饱和温度减去接近点温差,SP炉也需要小于饱和温度减去接近点温差,这样的约束条件便是为了保证整个实验的相关安全,充分保证其进行更为良性的自我发展。

二、优化完成结果分析

在参数优化的过程之中,发现了如下规律,随着蒸发压力的降低,余热锅炉的排烟温度实现了正比,也就是蒸发压力越小,排烟温度越小。在实际生产过程之中,如果排烟温度较低,则意味着余热锅炉可以利用的热量更大。

在不同的进口烟气参数下,带来了不同的锅炉蒸汽流量。同样随着蒸发压力的降低,AQC炉高压的蒸汽流量一点点进行提升,带来的也就是低压的蒸汽流量的减少。这主要是因为蒸发压力相应的降低,使得AQC炉的相应排烟温度得到了降低,锅炉逐渐开始吸收热量,并且这个数值在进行逐步加大,同时也是由于高压段在总吸热量占据了越来越大的比例,带来了相应此消彼长;同样随着蒸汽压力的降低,SP炉蒸汽流量也得到了提升,对于现代之中采用的低温双压余热发电系统而言,蒸发压力得到了增加,使得高压段蒸汽含量一点点减少,反之带来的便是低压段蒸汽的增加,这种情况在实际生产之中带来的便是高压蒸发器出口烟气温度得到了有效提升,汽轮口和低压段的通流量也得到了增加。同样在整个系统工作之中,蒸发压力的增加使得整个系统对于水流的损耗增加,变得越来越大。

在不同的进口烟气参数作用下,双压余热发电系统的发电功率也得到了相应的变化。随着蒸发压力的降低,发电功率呈现的规律是现增加随后减小。在窑头和窑尾温度相对恒定时,系统可以达到最大的发电功率,在实际生产过程之中,也就是9230KW,这个功率相对应的温度也就是三百八十摄氏度和三百三十摄氏度;当系统窑头和窑尾温度分别为三百六十摄氏度和三百摄氏度时,发电系统的最大发电功率为7700KW。在实验过程之中,最大发电功率需要高压蒸发压力和低压蒸发压力在一个恒定值间。主要原因是因为蒸发压力降低,带动了余热锅炉的排烟温度也得到了降低,这也就代表了烟气释放的温度越来越高,AQC炉和SP炉蒸汽量越来越多,所以也就促使了最大发电功率的发生。

三、针对结果得出结论

随着余热锅炉排烟温度降低,这一现象主要发生在蒸发压力减小时,这也就代表了余热锅炉内可用的热量增多,通过热能进行发电效果更为良好,带来的也就是发电总量的增加。AQC炉和SP炉的蒸汽流量主要受到排烟温度相应变化得到变化,这种变化会在实际成产之中带来相应的变化,也就需要相关工作人员在进行正常工作的过程中进行更为良好的控制。双压余热发电系统发电相关功率主要随着的便是蒸发压力的变化而变化,在具体的工作过程之中,往往需要对于蒸发压力进行良好的控制过程,需要明确最大发电功率发生的具体蒸汽压力,也就是0.9-1.1MPa之间,明确其具体数值,在具体的工作之中如果要进行最大功率的发电,可以通过调整蒸发压力进行良好控制,所以相关工作人员更应该明确这一要素,进行良好控制。汽轮机的排放干度随着蒸发压力的增加出现了减少现象,在实际生产过程之中,对于汽轮机实现自身的经济性以及安全生产往往带来的便是相关的危险,所以在生产之中需要对于这方面的问题进行有效管理,防止因为这个问题进而引发的相关生产安全问题。

总结

本文对于新型干法水泥窑纯低温双压余热发电系统的参数进行了分析,通过建立数学模型的方式进行参数优化过程,然后对于整个优化过程进行了分析,得出相对应的相关结论,确保在参数的优化过程中,保证安全,参数优化过程对于生产过程有着极其重要的意义,通过参数优化过程更好的了解系统发生各种情况的内部现象,所以本文进行了探讨,希望可以帮助相关工作人员得出有效结论,帮助行业的发展。

原标题:新型干法水泥窑纯低温双压余热发电系统的热力参数优化

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