鋼鐵廠剩余煤氣在CCPP上利用的配置優(yōu)化研究

【摘要】： 大型煉鋼廠在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的剩余煤氣，包括高爐煤氣、焦爐煤氣及轉(zhuǎn)爐煤氣等。傳統(tǒng)的作法是向大氣放散或用作常規(guī)鍋爐的燃料，鋼鐵廠剩余煤氣的大量放散不僅造成能源的極大浪費，還對環(huán)境帶來嚴重污染；用作常規(guī)鍋爐燃料又因常規(guī)鍋爐效率較低而得不到充分利用。隨著能源日益緊張，環(huán)保要求越來越嚴格，鋼鐵廠越來越注重剩余煤氣的高效利用。鋼鐵廠燃用低熱值煤氣燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置(簡稱CCPP，為英文Combined Cycle Power Plant的縮寫)，可回收放散的低熱值煤氣用于發(fā)電、供熱，且熱電轉(zhuǎn)換效率可達到40％—58％以上，具有顯著的高效節(jié)能和環(huán)保效果，因此也成為了鋼鐵企業(yè)利用剩余煤氣的首選。所以對鋼鐵廠剩余煤氣在CCPP上利用的配置優(yōu)化研究，致力于給出鋼鐵廠CCPP的最優(yōu)配置方案，達到最優(yōu)化利用剩余煤氣和保證鋼鐵廠安全生產(chǎn)的目的是完全有必要，也是有理論指導意義的。 本文從鋼鐵廠能源消耗和利用現(xiàn)狀開始，對燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)的國內(nèi)外發(fā)展情況和鋼鐵廠CCPP的特點和節(jié)能效益等進行了介紹，提出了論文的研究內(nèi)容，最后以鋼鐵廠剩余煤氣為對象，進行CCPP配置方案優(yōu)化的理論研究。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面： 一、通過對鋼鐵廠剩余煤氣隨生產(chǎn)工藝隨機改變的特點進行分析研究，得到剩余煤氣量在時間上的分布規(guī)律，確定了符合鋼鐵廠剩余煤氣的生產(chǎn)和消耗規(guī)律的數(shù)學模型。 二、探討了鋼鐵廠同一容量CCPP機組配置方案的幾種主要原則，對鋼鐵廠的幾種常用CCPP工藝流程進行了介紹和比較，最后提出了鋼鐵廠CCPP機組配置方案的確定方法，并給出了評判不同機組配置方案優(yōu)劣的方法原則。 三、對由于燃料熱值變化和氣象條件變化等因素造成CCPP機組出力的影響進行了研究，通過對資料的整理和吸收，對各種影響因素的特性曲線進行擬合，推導出了可以粗略估算影響CCPP機組出力的各種修正系數(shù)數(shù)學模型。 四、從保證鋼鐵廠生產(chǎn)安全的角度出發(fā)，對當CCPP機組因故障和甩負荷時而造成煤氣管網(wǎng)的壓力波動進行了研究，推導出了計算其壓力波動大小的潮流計算數(shù)學模型和確定了數(shù)學模型的邊界條件。 本文的研究目的在于給鋼鐵廠在保證生產(chǎn)安全的前提下最優(yōu)化地利用剩余煤氣和確定利用剩余煤氣的CCPP機組配置方案提供參考和理論指導。 【關(guān)鍵詞】：剩余煤氣 燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán) 正態(tài)分布 出力修正 潮流計算
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TK227.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 研究的背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究情況11-15
• 1.2.1 國外燃氣輪機的發(fā)展12-13
• 1.2.1.1 燃氣輪機的發(fā)展12
• 1.2.1.2 燃用低熱值煤氣的燃氣輪機發(fā)展情況12-13
• 1.2.2 國內(nèi)在高爐煤燃氣輪機方面的情況13-15
• 1.3 CCPP簡介及鋼鐵廠CCPP優(yōu)點15-20
• 1.3.1 CCPP簡介15-17
• 1.3.2 鋼鐵廠CCPP特點及工藝流程17
• 1.3.3 鋼鐵廠CCPP的優(yōu)點17-18
• 1.3.4 CCPP在鋼鐵廠的應用18-19
• 1.3.5 燃氣輪機的發(fā)展前景19-20
• 1.4 CCPP節(jié)能及經(jīng)濟效益20-21
• 1.4.1 CCPP的節(jié)能效果20-21
• 1.4.2 經(jīng)濟效益21
• 1.5 本文的研究內(nèi)容21-23
• 第二章 鋼鐵廠剩余煤氣產(chǎn)銷數(shù)學模型的研究23-31
• 2.1 副產(chǎn)煤氣現(xiàn)狀及利用特點23-25
• 2.2 剩余煤氣產(chǎn)銷模型的確定25-30
• 2.2.1 剩余煤氣量的均值μ及離差值σ的確定25-28
• 2.2.2 剩余煤氣的消耗量的計算28-30
• 2.3 小結(jié)30-31
• 第三章 燃氣輪機機組配置方案的研究31-49
• 3.1 同一容量機組配置方案選擇的幾種主要原則31-32
• 3.2 鋼鐵廠幾種常用的CCPP工藝流程32-35
• 3.2.1 一軸式發(fā)電工藝流程32-34
• 3.2.2 多軸式發(fā)電工藝流程34-35
• 3.3 對燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)整套機組的選定35-43
• 3.3.1 CCPP機組燃氣輪機容量的確定35-43
• 3.3.1.1 CCPP機組采用單軸或多軸“一拖一”配置41-42
• 3.3.1.2 CCPP采用兩臺單軸或“二拖一”配置方案42
• 3.3.1.3 CCPP采用“x拖1”機組配置方案42-43
• 3.4 余熱鍋爐與蒸汽輪機容量的確定43-46
• 3.5 常規(guī)鍋爐的選擇46-47
• 3.6 CCPP燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)優(yōu)化方案的確定47-48
• 3.7 小結(jié)48-49
• 第四章 燃氣輪機機組出力修正的研究49-61
• 4.1 燃料流量和熱值變化時機組主要參數(shù)的修正49-55
• 4.1.1 空氣壓縮機功耗的修正49-52
• 4.1.2 燃氣輪機輸出功率和供電效率的修正52-53
• 4.1.3 熱耗率的修正53
• 4.1.4 計算煤氣壓縮機耗功修正53-54
• 4.1.5 主蒸汽流量改變時蒸汽輪機出力的修正54-55
• 4.2 大氣環(huán)境參數(shù)改變時對機組主要參數(shù)的修正55-60
• 4.2.1 環(huán)境溫度的影響55-57
• 4.2.2 海拔高度和大氣壓力改變時燃氣輪機出力的修正57-58
• 4.2.3 大氣環(huán)境絕對濕度改變時燃氣輪機出力和熱耗率的修正58-60
• 4.3 小結(jié)60-61
• 第五章 CCPP應用中供氣管道的安全問題61-73
• 5.1 穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模型62-64
• 5.2 非穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模型64-69
• 5.2.1 非穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模型的建立65
• 5.2.2 非穩(wěn)態(tài)流動數(shù)學模型的求解65-69
• 5.3 邊界條件和管道摩阻λ的確定69-70
• 5.3.1 管道摩阻系數(shù)69-70
• 5.3.2 邊界條件70
• 5.4 兩點說明70-72
• 5.5 小結(jié)72-73
• 第六章 結(jié)論及有待深化的問題73-75
• 6.1 本文小結(jié)73
• 6.2 有待解決和深化的問題73-74
• 6.3 對論文的展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻76-81
• 附錄81

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鋼鐵行業(yè)CCPP裝置中的高爐煤氣壓縮機的選型和應用    王儀田,葉長青,王泉敏

萊鋼CCPP全站式控制系統(tǒng)DCIS的規(guī)劃與設計    趙佳;李海燕;朱英華;李峰;

鞍鋼300 MW CCPP機組配套煤氣系統(tǒng)存在問題及解決辦法    石勇;

提高燃機用混合煤氣質(zhì)量發(fā)揮CCPP優(yōu)勢    胡新亮;李會龍;

邯鋼CCPP煤氣熱值設定范圍的修改實踐    馮宏圖;弭遠志;姚國良;羅曉敏;

走循環(huán)經(jīng)濟之路,推進綜合利用——重鋼公司環(huán)保搬遷中CDQ技術(shù)和CCPP技術(shù)應用    趙衍毅;

濟鋼CCPP安全生產(chǎn)管理新技術(shù)的研究與應用    馬慶濤;

CCPP發(fā)電項目過程控制自動化技術(shù)實踐    李建立;

我國棉花產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟預警系統(tǒng)的重大技術(shù)支持——《中國棉花生產(chǎn)景氣報告》簡介    毛樹春;李亞兵;王香河;韓迎春;王國平;范正義;

關(guān)于回收利用企業(yè)二次能源建立發(fā)電廠的研究與探討    李珍;莫造林;

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包鋼節(jié)能項目CCPP工程每年賺4個億    記者 王國英 紅艷

陜鼓中標國產(chǎn)首套CCPP項目    記者 姜泓 通訊員 李斌

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太鋼CCPP機組整體投入試運行    石鷹

太鋼CCPP班組全國獲殊榮    張毅

包鋼2009年自發(fā)電達到28.96億千瓦時    記者王平 通訊員于鴻澤

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陜鼓的“零缺陷”工程    李斌

棉花生產(chǎn)又逢黃金年    毛樹春

我國山羊（接觸）傳染性胸膜肺炎病原學、流行病學研究及滅活疫苗的研制    儲岳峰

CCPP煤氣系統(tǒng)建模與壓縮機防喘策略研究    劉利

燃機煤氣凈化系統(tǒng)設計及改造    謝傳新

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海水淡化水礦化工藝研究    劉宏偉

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