干熄焦余热发电系统性能分析与优化

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干熄焦余热发电系统作为一种余热回收工艺能有效回收利用红焦所携带的高温显热,而独立焦化企业作为主要焦炭生产者,干熄焦普及率低下,余热回收技术不够成熟。本文以独立焦化企业干熄焦余热发电系统为研究对象,从现场和理论两个方面定性分析干熄焦余热发电系统的生产过程和余热产生的机理,定量计算余热在干熄焦余热发电系统的位置及其分布比例,其中对干熄炉、余热锅炉做了重点讨论。主要内容如下:(1)建立Aspen Plus干熄焦工艺模拟流程,对干熄炉的换热情况进行了定性分析。通过控制循环气体量对调整冷焦与锅炉入口气体温度的影响较小,而通过调整排焦量能有效改变锅炉入口气体与冷焦温度。当循环气体二氧化碳浓度增加1%,锅炉入口气体温度降低3℃,冷焦温度降低2℃。当风焦比为1450 Nm~3/t时,换热情况最佳,这指明了干熄炉强化换热的方向。(2)在干熄炉换热规律的基础上,利用热(火用)分析模型对干熄焦余热发电系统进行计算分析。分析认为,全凝状态下干熄焦余热发电系统热量损失最严重的是凝汽器,热损失占52.54%,其次为冷焦,热损失占16.98%。同时,(火用)损失主要集中在设备的内部,汽轮机占系统(火用)的24.28%,余热锅炉占系统(火用)的23.42%,干熄炉占系统(火用)的5.29%。在实际运行中,焦炭烧损是影响干熄炉系统(火用)效率的一个主要因素,焦炭烧损率越低,(火用)效率越大。当风焦比为1450 Nm~3/t时,锅炉入口气体携带的(火用)量最大,为126.3 GJ/h,此时干熄炉(火用)效率提高了0.74%。增大主蒸汽压力、温度能提高系统的做功能力,其中温度对蒸汽做功能力影响较大,可根据生产需要调整主蒸汽参数。(3)对干熄焦余热发电系统的节能效益进行计算与分析。干熄一吨红焦节约0.41 t高温高压蒸汽,节能25.29 kgce。影响节能量的最大因素是焦炭烧损,包括炉内烧损和炉外烧损。红焦运输状况改善后,每吨红焦将增加2.14 kgce的节能量;系统参数优化后,全年将多发电100560 KW·h。
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