焦?fàn)t煤氣合成甲醇和發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、焦?fàn)t煤氣熱值較高，是一種優(yōu)質(zhì)的氣體原料和燃料。我國焦?fàn)t煤氣資源豐富，但實際利用的數(shù)量和水平非常低，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。利用焦?fàn)t煤氣合成甲醇和燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電具有廣泛的應(yīng)用前景，但由于合成甲醇和發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計、集成、仿真等問題還沒有得到系統(tǒng)的研究，阻礙了對焦?fàn)t煤氣的利用?；诖?，本文研究了焦?fàn)t煤氣合成甲醇和發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題，主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 研究了以焦?fàn)t煤氣為原料催化部分氧化生產(chǎn)甲醇合成氣系統(tǒng)的性能

2、，分析了氧碳比、水碳比、爐前補(bǔ)碳對催化部分氧化反應(yīng)性能及產(chǎn)物組成的影響，編寫了甲醇合成模塊的計算程序，設(shè)計了魯奇氣相法和漿態(tài)床液相法甲醇合成系統(tǒng)的工藝流程，并基于Aspen Plus軟件模擬了甲醇合成系統(tǒng)的性能。 建立了燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)關(guān)鍵部件的數(shù)學(xué)模型：基于基元葉柵法建立了軸流式壓氣機(jī)的變工況模型，提出了基于泵與風(fēng)機(jī)相似定律外推壓氣機(jī)通用特性曲線的方法，并將所得結(jié)果進(jìn)行了驗證；基于半經(jīng)驗公式對冷卻空氣的分配和計算方法進(jìn)行了

3、研究，建立了PG6541B簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)性能計算模型，并驗證了模型的正確性：提出了燃?xì)廨啓C(jī)變負(fù)荷路線圖的概念，證明了變負(fù)荷路線圖是最佳的負(fù)荷調(diào)節(jié)方式；定義了余熱鍋爐各換熱面的傳熱密度，研究了傳熱密度在設(shè)計工況和變工況下的計算方法，建立了具有整體除氧器的單壓余熱鍋爐性能計算模型?；谒⒌母麝P(guān)鍵部件的數(shù)學(xué)模型，對燃燒天然氣和焦?fàn)t煤氣的聯(lián)合循環(huán)性能進(jìn)行了預(yù)測。 推導(dǎo)出了燃燒中低熱值燃料時燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)工況點的調(diào)整方案，定量計算了各

4、調(diào)整方案對燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)熱經(jīng)濟(jì)性和安全性的影響，并綜合熱經(jīng)濟(jì)性、安全性和可操作性因素，得出增加壓氣機(jī)的壓比和關(guān)小進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉的角度分別是燃用焦?fàn)t煤氣系統(tǒng)和燃用煤基合成氣系統(tǒng)的最佳工況點調(diào)整方案。 提出了焦?fàn)t煤氣合成甲醇和發(fā)電的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計方案，分析了各方案的性能，得出采用爐前補(bǔ)碳的氣相法甲醇合成與聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的并聯(lián)式多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是最佳多聯(lián)產(chǎn)集成方案。計算了焦?fàn)t煤氣量發(fā)生變化時多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的最佳化電比和變工況性能。分析了電力負(fù)荷變化時