基于生物質(zhì)補燃的工業(yè)余熱高效利用技術(shù)的研究.pdf

1、為充分回收低品位工業(yè)余熱并合理利用生物質(zhì)能源，從系統(tǒng)集成創(chuàng)新的角度出發(fā)，以水泥生產(chǎn)工業(yè)為例，提出一種生物質(zhì)補燃水泥工業(yè)余熱發(fā)電系統(tǒng)。來自水泥生產(chǎn)線的低溫余熱煙氣全部用來加熱工質(zhì)水產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽進入生物質(zhì)補燃鍋爐中進行過熱后送入汽輪機中做功，補燃燃料為生物質(zhì)氣化燃氣，補燃鍋爐為過熱器鍋爐，僅對來自余熱鍋爐的飽和蒸汽進行過熱，自身不產(chǎn)生蒸汽。本文以日產(chǎn)5000t新型干法水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)余熱數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立單壓和雙壓兩種補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)

2、，從熱力學角度對系統(tǒng)建立模型，進行熱力計算與分析，得到了補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)相關(guān)熱力性能數(shù)據(jù)，并與對應的現(xiàn)有水泥窯純低溫余熱系統(tǒng)進行對比。結(jié)果表明：單壓補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)單壓純低溫發(fā)電系統(tǒng)相比，系統(tǒng)循環(huán)熱效率和系統(tǒng)發(fā)電效率分別提高了1.63和1.92個百分點。雙壓補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)與傳統(tǒng)雙壓純低溫發(fā)電系統(tǒng)相比，系統(tǒng)循環(huán)熱效率和系統(tǒng)發(fā)電效率分別提高了1.05和1.53個百分點。同時，單壓和雙壓補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)生物質(zhì)消耗量分別為2.95t/h

3、和1.92t/h，生物質(zhì)補燃輸入能量占總輸入能量比例分別為15.23%和10.5%，系統(tǒng)以水泥生產(chǎn)余熱為主，生物質(zhì)能量為輔。
　　對補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)進行了設(shè)計，得到了補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)中各鍋爐的結(jié)構(gòu)參數(shù)。由于補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)中的過熱器被獨立出來設(shè)置為補燃鍋爐，余熱煙氣全部被用來產(chǎn)生飽和蒸汽，因此，相比于純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)蒸發(fā)量更大，蒸發(fā)受熱面面積增加。
　　利用所建立的熱力學模型，計算分析蒸發(fā)壓力和窄點溫差變

4、化對補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明：對于單壓補燃余熱發(fā)電系統(tǒng)，在相同蒸發(fā)壓力下，隨著窄點溫差增大，系統(tǒng)發(fā)電功率降低，循環(huán)熱效率不變，系統(tǒng)發(fā)電效率降低，生物質(zhì)消耗量減少。蒸發(fā)壓力為2MPa時，窄點溫差由10℃升高至20℃，系統(tǒng)發(fā)電功率降低8.55%，系統(tǒng)發(fā)電效率降低7.46%，生物質(zhì)消耗量降低8.54%。在相同窄點溫差下，隨著蒸發(fā)壓力增加，系統(tǒng)發(fā)電功率降低，生物質(zhì)消耗量減少，系統(tǒng)發(fā)電效率降低，但循環(huán)熱效率升高，單位質(zhì)量工質(zhì)做功能力提