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电厂循环水低温余热回收研究和示范

冶金动力 2024年第4期 29-33页

作者：袁新晔杜一庆李朝辉史志情湖北能源综合能源投资有限公司华中科技大学湖北武汉430074

某燃机热电联产电厂采用电加热水罐对除盐水进行加热,此方式耗电量大,效果不好。针对该问题,设计了一种高效低阻折流杆换热器,提出一种利用循环水低温余热加热除盐水代替电加热的新工艺,并进行了工程示范。对该换热器共轭传热进行了数... 详细信息

某燃机热电联产电厂采用电加热水罐对除盐水进行加热,此方式耗电量大,效果不好。针对该问题,设计了一种高效低阻折流杆换热器,提出一种利用循环水低温余热加热除盐水代替电加热的新工艺,并进行了工程示范。对该换热器共轭传热进行了数值模拟研究来优化设计,数值模拟结果表明新型折流杆换热器结构在压降、总传热系数之间取得了良好平衡,且在低雷诺数下能维持较高的总传热系数,适应变负荷运行要求。对示范工程进行了低负荷测试,测试结果与模拟值吻合,验证了换热器在低雷诺数时具有良好的换热性能,克服了常规折流杆换热器的通病。

关键词：电厂循环水低温余热回收折流杆换热器数值模拟

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低温余热回收发电技术在芳烃联合装置中的应用

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石油石化物资采购 2024年第5期 170-172页

作者：刘静中国石化海南炼油化工有限公司

在传统的芳烃联合装置中,普遍缺乏对低温余热的回收利用,使装置的能耗较高,不符合绿色生产的要求。为促进芳烃联合装置中对低温余热的回收利用,本文主要探讨了当前低温余热回收发电技术的应用方案,对应用过程中可能存在的风险展开了分析... 详细信息

在传统的芳烃联合装置中,普遍缺乏对低温余热的回收利用,使装置的能耗较高,不符合绿色生产的要求。为促进芳烃联合装置中对低温余热的回收利用,本文主要探讨了当前低温余热回收发电技术的应用方案,对应用过程中可能存在的风险展开了分析,并进一步制定了风险防控措施,以保障芳烃联合装置的稳定运行。

关键词：芳烃联合装置低温余热回收发电技术

超临界二氧化碳燃煤发电系统低温余热回收的技术经济性优化

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热力发电 2020年第10期49卷 120-129页

作者：孙瑞强杨凯旋王博刘明严俊杰西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049 东方电气股份有限公司四川成都611731

现有超临界二氧化碳(S-CO2)燃煤发电系统锅炉排烟温度为120℃左右。通过系统优化降低锅炉排烟温度,有望进一步提高燃煤发电系统效率和烟气除尘效率。为此,本文以1000 MW S-CO2燃煤发电系统为例,通过回热系统、烟气冷却系统和空气预热系... 详细信息

现有超临界二氧化碳(S-CO2)燃煤发电系统锅炉排烟温度为120℃左右。通过系统优化降低锅炉排烟温度,有望进一步提高燃煤发电系统效率和烟气除尘效率。为此,本文以1000 MW S-CO2燃煤发电系统为例,通过回热系统、烟气冷却系统和空气预热系统的耦合优化,提出了带有低温烟气余热回收系统的改进构型;建立了热力学和技术经济性分析模型,以技术经济性最优对构型进行了优化分析。结果表明:采用烟道旁路、低温省煤器及主压缩机中间冷却的改进构型4,可将排烟温度降低至约95℃,与基础构型相比,可提高锅炉效率1.5%,提高电厂效率1.45%。通过分析燃料成本和运行时间对度电成本的影响,证明改进构型4的度电成本最低,经济性效果最好。

关键词：超临界二氧化碳燃煤发电低温余热回收系统改进热力学模型经济性优化平准化度电成本

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低温余热回收热力机组

石油化工设备技术 1983年第1期 18-24页

作者：李德平北京石油设计院

本文对低温余热回收热力机组用的工质、设备和经济效果进行了讨论。

关键词：工质低温余热回收热力机组光管换热器传热系数膨胀透平膨胀涡轮湿式空冷器螺纹管换热器换热介质换热设备板翅式换热器翅板式换热器管壳式换热器

提高硫磺制酸低温余热回收产汽量的设计与实施

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提高硫磺制酸低温余热回收产汽量的设计与实施

作者：裴雪莲武汉工程大学

学位级别：硕士

我国自改革开放之前即十九世纪七十年代硫酸工业开始了起步和发展,到了二十世纪,随着我国工业的崛起,硫酸工业也开始了快速发展。不论是海外还是国内,硫酸工业发展的初期阶段,生产硫酸的原料有五大类:硫铁矿、硫磺、冶炼烟气、磷石膏和... 详细信息

我国自改革开放之前即十九世纪七十年代硫酸工业开始了起步和发展,到了二十世纪,随着我国工业的崛起,硫酸工业也开始了快速发展。不论是海外还是国内,硫酸工业发展的初期阶段,生产硫酸的原料有五大类:硫铁矿、硫磺、冶炼烟气、磷石膏和硫化氢等,特别是以硫铁矿制酸为主,因为工业发展初期,矿产资源丰富易得,且价格低廉,但是污染较大,矿产利用率较低,还会产生大量的含铁废渣副产物。随着社会的进步和人类基于子孙后代的长远考虑,类似于硫铁矿制酸这种高耗能、高污染的原料和产业必将被新型原料和新型生产方式所替代。在这种情势下,硫酸工业逐步形成了“硫磺—冶炼烟气—硫铁矿”制酸原料三足鼎立的产业结构,而且硫磺制酸因其转化率高、污染小、没有副产物、较硫铁矿制酸耗能低,其在硫酸工业中所占的比例越来越大。另一方面近年来我国进口高硫原油比例增加、川东北地区高硫天然气开发及化肥、化工行业加强了硫磺回收,也使我国硫磺产量逐年增加;加之国际硫磺价格的下降和环保要求的日益严格,我国硫磺制酸所占比例越来越大。到了20世纪九十年代以后,随着全世界对环保的重视,硫磺制酸工艺简单,污染轻,热能回收率高的众多特点日益突出,因此硫磺在众多制酸原料中成为硫酸生产最理想的原料。21世纪是绿色世纪,实施的是可持续发展战略,全世界硫铁矿制酸的产量已经下降至50%以下,而硫磺制酸在这种形式下,顺势发展壮大,因此近年来我国新建了很多大型先进的硫磺制酸装置。襄阳泽东化工集团有限公司的300kt/a硫磺制酸装置就是其中之一。襄阳泽东化工集团有限公司于2010年建设了300kt/a的硫磺制酸装置,目前产能已提升至1050—1100吨/天,即系统可达到生产硫酸350kt/a。近年来,随着中国加入世界贸易组织,国家日益重视经济与环境的协调发展,重视资源综合利用和节能降耗,积极引导企业发展循环经济、走可持续发展的新型工业化道路。对硫酸而言,进行产业结构调整,淘汰高能耗、高污染、落后小装置,运用新技术、新装置对传统工艺和设备进行改造,提高装置废热回收率,减少“三废”排放,实现集约化生产是现金的发展方向。硫酸企业正按照循环经济的发展要求进行整体规划和技术改造,提高硫酸装置的节能性和环保性。在这种形势下,越来越多的生产企业及节能环保设计公司致力于研究如何通过对原有装置的改造设计,来提高原有装置的能源利用和回收效率。而美国的孟莫克公司率先研究出了硫酸低温位热回收系统(HRS)系统,并在国外众多企业投用并盈利。在中国加入世贸组织以后,越来越多的国内企业也引进了由美国孟莫克开发的硫酸低温位热回收系统(HRS),紧随其后也有一部分致力于节能环保技术开发的国内公司开发了自己的低温回收装置,逐渐在国内硫磺制酸系统中试运行及投入商业化,并取得了很多专利保护。硫磺制酸包含四大生产工段:硫磺熔融、硫磺焚烧、二氧化硫转化、三氧化硫吸收,后三个过程都是放热反应。其中硫磺焚烧和二氧化硫转化所产生的高、中温位热能约占75%,传统的硫磺制酸系统通过余热锅炉、高温低温蒸汽过热器和一省二省省煤器回收产生高压或中压蒸汽,基本可实现75%的热回收效率,但三氧化硫吸收即干吸工段产生的热量占到了整个硫磺制酸产热的25%,在原始的硫磺制酸系统中这25%的低温位热能都是靠酸冷却器由循环冷却水移走而流失于环境中,并且为了将此部分热能移走还增加了凉水塔、风扇冷却循环水,同时也增加了循环水的消耗。随着国家对降本增效、节能降耗的重视,进十多年,国内大部分硫磺制酸都安装了低温位余热回收系统,以回收干吸工段产生的低温余热。我公司于2012年2月成立低温余热回收项目组,2012年8月2日低温余热回收投建,2013年1月24日建成试车,并一次开车成功。开车成功后,低温余热回收非夏季平均产低压蒸汽0.45吨汽/吨酸,夏季0.36吨汽/吨酸。夏季产汽量比其他季节低,是低温回收的通病和弊端。运行一年后,经过工艺计算验证了提高低温余热回收夏季产汽量的可能性,经过设计,对系统进行了改造,改造完成后,低温余热回收系统夏季产汽量达到0.46吨汽/吨酸,与其他月份产汽量没有区别。本技术改造项目的关键要点主要有以下三方面:1.考虑改造后,能不能保证公司所需的成品硫酸浓度;2.二吸酸泵的酸流量能否满足改造后的负荷;3.改造后能否保证干燥酸槽、二吸酸槽和高温酸槽的酸液位平衡。本文提出了提高夏季低温余热回收产汽量技术改造项目的总体建设和改造方案,并对项目的可行性进行了物热衡算及酸浓测算,结合实际运行和工艺及设备参数,对关键设备如干燥酸泵、二吸酸泵的流量承受能力进行了核算,设计布置了管线改造方案及系统倒换方案。对技术改造完成后系统运行的稳定性及效果进行了分析,特别是本项目没有增加大型设备及机电设备,只是增加了阀门、弯头,管线大多数为利旧材料。该项目计划投资20万元,实际投资7.3万元,但增产的低压蒸

关键词：硫磺制酸节能环保低温余热回收夏季产汽量

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硫磺制酸低温余热回收的设计与实施

硫磺制酸低温余热回收的设计与实施

作者：李丽武汉工程大学

学位级别：硕士

硫磺在燃烧过程中产生大量余热,蕴藏着极大的利用价值。但由于受到回收技术和装备安全性等因素限制,其余热大部分都浪费掉了,特别是中低温余热。随着科技的进步,低温余热回收装置得以在硫酸工业蓬勃发展,襄阳泽东化工集团有限公司的硫... 详细信息

硫磺在燃烧过程中产生大量余热,蕴藏着极大的利用价值。但由于受到回收技术和装备安全性等因素限制,其余热大部分都浪费掉了,特别是中低温余热。随着科技的进步,低温余热回收装置得以在硫酸工业蓬勃发展,襄阳泽东化工集团有限公司的硫磺制酸低温余热回收装置就是其中之一。襄阳泽东化工集团有限公司于2010年建设了 32万吨/年硫磺制酸装置,该装置余热锅炉和省煤器,回收焚硫转化的高、中位热能,产生435℃,3.82MPa的中压过热蒸汽用于发电。运行中发现,干吸工段低温余热通过循环冷却水带入到环境中,造成极大的浪费。这一现象引起了公司的高度重视,于2012年开始研究开发低温余热回收技术。本技术要利用S03吸收过程的反应热来产生蒸汽,因此必须提高循环酸的温度在200℃左右。由于硫酸的腐蚀性一般随着其温度的增加而加强,因此耐高温浓硫酸腐蚀的材料的选择是本项目的一个关键。为适应低温回收的操作环境,必须将整个循环酸系统中的酸浓严格控制在≥99%,这样才能保证系统的耐腐蚀性和长期稳定的运行,同时也要保证进高温吸收塔的硫酸浓度在99%,以确保S03的吸收效率,即低温热能回收系统的热回收效率。本文提出了总体改造技术方案,结合实际运行参数,对低温余热回收系统进行了物热平衡分析,对关键设备进行了核算,布置了改造后的设备。对改造后的效益进行了分析,回收硫磺制酸干吸工段低温余热,年产0.7Mpa、165℃低压蒸汽14.624万吨,用于产品干燥,大大减少外购蒸汽量,同时降低循环水和补充水消耗以及电力消耗,减少了废水排放量,有利于环境保护。实现年节能效益1254万元,具有显著的节能减排效益和经济社会效益。现用硫磺制酸低温余热回收技术,不影响原有生产系统的产量,每吨酸回收余热产蒸汽达0.457t,年节能量折1.4万tce,说明本次硫磺制酸低温余热回收技术具有较高的水平,项目改造是成功的。建议进一步提高夏季低温回收系统产汽量。

关键词：硫磺制酸低温余热回收节能减排技改

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电站低温余热回收工艺热经济性分析

热力发电 2015年第4期44卷 78-81页

作者：赵斌赵利杰李佩卢闪吕俊复华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063009 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114

针对电站低温烟气和乏汽余热的特点,提出了采用低压省煤器与第一类吸收式热泵集成回收低温余热的工艺方案,以某150 MW机组的额定纯凝(THA)和额定抽汽2种工况为基准分别对烟气、乏汽及系统进行余热回收计算,结果表明:采用低温余热回收工... 详细信息

针对电站低温烟气和乏汽余热的特点,提出了采用低压省煤器与第一类吸收式热泵集成回收低温余热的工艺方案,以某150 MW机组的额定纯凝(THA)和额定抽汽2种工况为基准分别对烟气、乏汽及系统进行余热回收计算,结果表明:采用低温余热回收工艺方案后,2种工况下,机组发电功率分别增加了2.37 MW,2.97 MW,循环热效率分别增加了0.51%,0.60%;冷却塔中循环水量减少,热负荷降低,有利于节约用水。

关键词： 150 MW机组低压省煤器吸收式热泵低温余热回收热经济性

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低温余热回收对纯水制备原水预处理的应用

江西建材 2021年第2期 149-150,153页

作者：李岩陈诚周章飞吴雾郎合肥鑫晟光电科技有限公司安徽合肥230012

半导体制造生产过程中,纯水是必要的。纯水的水源多为市政自来水,而在冬季自来水温度很低,升温往往需要消耗大量的热源。为实现能源的多层次利用,文中基于现场进行了深入的改造尝试和探讨,为同类厂房提供了较好的节能思路。

关键词：自来水节能纯水制备低温余热回收

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生物质烟气低温余热回收技术的研究

生物质烟气低温余热回收技术的研究

作者：延廷琪山东科技大学

学位级别：硕士

目前,我国的能源结构主要以化石燃料作为主。不过,随着社会的发展进步,进一步提高能源的利用效率,以及采用可再生能源来替代传统化石能源,越来越受到人们重视。提高能源利用效率的最直接且有效的办法就是将低温烟气的余热进行回收。迄... 详细信息

目前,我国的能源结构主要以化石燃料作为主。不过,随着社会的发展进步,进一步提高能源的利用效率,以及采用可再生能源来替代传统化石能源,越来越受到人们重视。提高能源利用效率的最直接且有效的办法就是将低温烟气的余热进行回收。迄今为止,国外已有很多研究将低温烟气余热冷凝回收技术应用于生物质锅炉,进而大大提高了其生物质能源的利用效率。相比而言,国内对于该领域的研究仍然非常少,这限制了生物质能源的在中国的推广利用。为了探究低温烟气回收技术在生物质锅炉上应用的可行性,首先针对含水率不同的松木、稻秆两种生物质理论燃烧计算,获得了过量空气系数分别为1.05和1.4时生物质燃烧烟气中水蒸汽含量的体积份额情况,并据此估算了烟气中可回收的水蒸汽潜热量及其对于锅炉热效率的影响。理论计算表明,回收生物质燃烧烟气中水蒸汽凝结热的方法,可以显著提高锅炉的热效率,当过量空气系数为1.4,排烟温度为50℃,燃料的含水率为9%时,提高的锅炉热效率是最低的,但是也能提高6%以上。当过量空气系数为1.4,排烟温度为20℃,燃料的含水率为30%时,锅炉的热效率提高最高,均能提高20%以上。为了能够更真实的反映工程实际,本文中自行设计并制造了一台由透明亚克力板做壳体的冷凝式换热器,可以直接观察实验进行的情况和烟气中水蒸汽的冷凝情况。冷凝式换热器的设计也考虑到了腐蚀的问题,并采用了厚度为0.3mm的薄壁聚丙烯热缩管的防腐蚀方案。聚丙烯管热缩紧后可以紧紧地套在金属换热管外面,与单纯的金属管或塑料管相比,可同时解决降低传热热阻、耐低温腐蚀以及足够的承压能力三个问题。随后,通过利用水蒸汽/空气混合气体模拟低温生物质烟气的方法,进行了一系列模拟烟气低温余热冷凝回收实验,探究了烟气的温度和流速,冷却水的温度和流速,烟气中水蒸汽含量等多个参数对低温烟气回收效果的影响。此外,还利用comsol软件对于烟气凝结换热过程进行了模拟仿真。模拟仿真结果与实验测试的对照显示两者具有很好的一致性,验证了本次模拟结果的准确性,从而更加全面的确定了各种参数的具体影响。。实验和仿真模拟的结果表明,用冷凝式换热器对低温烟气进行余热回收可以明显地提高生物质能源的热效率。其中,烟气流速、冷却水流速,以及烟气中水蒸汽的含量增加都会使冷凝换热系数增加,并且提高的热效率增加,而烟气温度和冷却水温度的增加则会使提高的热效率有所下降。实验中,当烟气流速为4.5m/s时,提高的锅炉热效率能达到16%;当冷却水流速为0.4246m/s时,锅炉提高的热效率为15%;当水蒸汽的含量在30%时,锅炉提高的热效率为19%。而通过模拟仿真的结果来看,当冷却水温度在10℃时,可以提高的锅炉热效率为13%。总体而言,可提高的总的热效率基本都在10%以上,加上本次设计的冷凝式换热器可以很方便的加装在现有烟气尾部的设备上,因此生物质低温烟气余热冷凝回收技术具有非常可观的应用前景。

关键词：生物质低温余热回收冷凝式换热器低温腐蚀