克劳斯硫磺回收余热锅炉水温控制系统优化

在化工生产过程中,为了减少危险的高温设备操作和安全事故的发生,针对余热锅炉水温控制系统的时变性、滞后性等特点,进行了控制系统优化研究。在MATLAB/Simulink平台建模仿真,比较了常规PID控制、模糊自适应PID控制、串级控制效果,发现各控制方案都存在各自的优缺点。为了利用各控制方案的优点同时减弱其缺陷,提出了复合控制方案对系统进行控制,通过调节各控制器权重系数的方法将选中的控制器复合为一个控制器。PID控制、串级控制、模糊控制、复合控制和S-函数复合控制系统的响应曲线在230 s、300 s、180 s、130 s和106 s达到稳定。S-函数复合控制响应快、无超调、控制精度较高,达到了使控制系统安全稳定的目的,有效提高了克劳斯硫磺回收燃烧炉余热回收效率。

石化企业炼油分部低温余热利用技术路线浅析

针对某石化4号柴油加氢装置精制柴油的低温热,采用热力循环计算方法分析了余热ORC技术的系统性能,并与余热加热锅炉给水和余热制冷方案进行了对比分析。结果表明,余热加热锅炉给水方案具有较高的能源利用效率,但其应用需进行全厂统筹规划;余热ORC发电方案经济性较高,应用灵活,无需考虑负荷匹配,经多年运行性能得到充分检验;余热制冷方案经济性稍差,应用受制于厂区制冷负荷需求。

低温省煤器支持下的锅炉余热回收节能改造方法研究

针对县域小型煤炉效率低排放大问题,开发低温省煤器及余热板式回收改造技术。该技术通过新增省煤器调节水温、增设板框换热器收集余热,可有效提升小煤炉效率,大幅削减污染物排放。1台5万k W小型锅炉改造年可节煤65 t,投资2~3 a收回。该改造工艺简易经济,设备成本低,适用县域各类小型燃煤锅炉,推广应用前景可观。

第一废热锅炉长周期运行瓶颈分析及技术改造

分析了合成氨装置第一废热锅炉长周期运行中容易出现外套管爆管、腐蚀泄漏、管板焊缝泄漏等故障的原因。通过折流板材质升级、外套管与管板连接方式改为强度焊加强度胀、内管与管头连接方式改为强度焊加强度胀、改变定距钉安装方式,以及制造质量控制、加强水质管理、优化工艺操作等一系列措施,基本消除了第一废热锅炉的运行瓶颈,实现了装置4年以上长周期运行。

高参数垃圾焚烧余热锅炉过热器控温防腐分析

为了解决垃圾焚烧锅炉过热器易腐蚀爆管的痛点问题,以某机械式炉排锅炉及配套余热锅炉为研究对象,分析主蒸汽参数和热负荷对过热器防腐控温设计的影响,得到不同主蒸汽参数、垃圾低位热值和处理量下过热器入口烟温、主蒸汽温度和减温水量的变化范围。计算结果表明:MCR工况下,过热器入口理论最小烟温随着主蒸汽参数提升而增加,4.0 MPa/400℃参数下,其值为465℃,对于13 MPa/430℃(炉内再热)参数下,其值为620℃,高于13.5 MPa/450℃(炉外再热),存在较高的高温腐蚀风险。

垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀探讨

垃圾焚烧发电是城市生活垃圾处理再利用的重要手段,在高温、高压、振动、多元腐蚀性介质及气固液多相流环境下,焚烧锅炉受热面管受高温腐蚀影响,易发生失效引起运行安全事故。分析了垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀失效机理,分析应对措施,并对垃圾焚烧锅炉受热面高温腐蚀预防及安全评价工作提出相关建议。

锅炉烟气低品位余热回收技术综述

为了强化锅炉低品位余热回收,优化低品位余热回收技术方案,在介绍热湿耦合迁移和热交换2种烟气余热综合回收技术的基础上,进行了比较分析,归纳总结了各自的优缺点,分析了技术发展的趋势。指出将排烟焓值降低到接近周围环境空气焓值,就是烟气余热回收的极限。认为针对低品位余热回收,深入研究吸湿溶液吸收法和直接接触换热法,以及将两种方法结合会更有前景与意义。

9E燃机余热锅炉深度节能技术研究

为有效降低9E燃机配套余热锅炉的排烟损失,实现机组更低的碳排放水平,选择某300MW燃气-蒸汽联合循环机组为研究对象,设计研究了两种深度节能技术方案。热力计算结果表明,两种方案均可将余热锅炉排烟温度降低至90℃左右,其中低压汽水系统方案解决了节点温差对中温烟气余热利用的限制,低压系统设计0.17MPa时,余热锅炉排烟温度可降低至90℃,此时可增加机组发电功率约2.8MW;低温余热发电方案则直接利用低温排烟余热,通过增加ORC膨胀发电装置以实现低温余热发电,发电装机可达约2.5MW。

管板厚度对挠性薄管板温度场及应力场影响的有限元分析

针对某余热锅炉的挠性薄管板,分别建立不同管板厚度的有限元模型进行温度场分析和应力分析。温度场分析结果表明,管板厚度变化主要影响管板布管区的温度分布。随着管板厚度的增加,管板布管区在管程侧表面的金属壁温将持续升高,管板布管区两侧的金属壁温差也将不断增大,从而引起管板布管区的金属表面可能出现超温现象。此外,P s工况和P s+ΔT工况下的应力分析结果表明:管板厚度的增加主要影响管板非布管区内的弯曲应力值,对管板其他部位(包括管板周边圆弧过渡段处)的应力水平影响则较小;P s工况下,管板厚度的增加使管板非布管区内的弯曲应力显著降低;而P s+ΔT工况下,管板厚度的增加则将使管板非布管区内的一次加二次应力明显减小,但其影响程度随着管板厚度的增加而不断减弱。

基于新型工质热泵的烟气余热回收优化温度研究

天然气锅炉排烟温度较高,烟气中含有较多的水蒸气潜热,具有显著的热量回收价值,目前常采用新型工质电动热泵回收天然气烟气余热加热热网回水,助力“双碳”目标的实现。为提升电动热泵的循环性能系数,研究不同工况下新型工质电动热泵适配混合工质的性能,对机组运行中R134a+R245fa,R152a+R245fa,R227ea+R245fa,R134a+R142b,R152a+R142b,R227ea+R142b共6种混合工质的循环性能进行计算分析。针对锅炉房实际运行参数,对比冷凝器热水进出口温度为50/65℃,蒸发器冷水进出口温度为40/35℃及40/30℃工况下各混合工质的热力学性能,得出在该工况下R134a+R245fa(摩尔分数比为0.41∶0.59)为较佳工质。采用所筛选工质对烟气余热回收排烟温度进行优化,分析了不同排烟温度的经济性,对比余热回收收益及电动热泵运行成本,揭示了烟气余热回收最优化温度变化规律,指导余热回收系统设计与应用。

余热锅炉汽包壁温差控制策略

阐述燃气-蒸汽联合循环启停操作过程中汽包壁温差大的现象,从余热锅炉汽包结构特点和启停过程传热特性入手,详细剖析余热锅炉汽包壁温差超限的原因,找到余热锅炉负荷变动中汽包壁温差大的末端影响因素。机组实际运行中优化操作包括提高余热锅炉汽包上水初温、改变汽包升温升压速率、加快余热锅炉水循环等等,防止机组启停过程中汽包上、下壁温差大,对于优化余热锅炉启停操作和限制汽包上、下壁温差的燃气轮机电厂有借鉴意义。

尿素高压甲铵洗涤器余热回收可行性研究

对尿素装置高压甲铵洗涤器调温水余热、供热装置锅炉给水除氧所需热能进行了统计分析,设计出用供热锅炉给水回收高压甲铵洗涤器余热的流程,并就该回收方案的可行性进行了分析、评估。

褐煤干燥与恩德炉煤制气系统的工艺优化和技改实践

内蒙古大唐鼎旺化工有限公司以劣质褐煤为原料,采用恩德炉制气生产合成氨、造粒硝铵等产品。原生产工艺中褐煤水分高、干燥系统除水率低,造成恩德炉运行能耗高、褐煤气化后有效气成分低;煤制气系统余热锅炉及高、低温两级旋风分离器配置产能偏小,进入后系统的煤气温度和含尘浓度超标,系统无法连续稳定运行。为此鼎旺化工进行了用管式干燥机代替原振动流化床干燥器、新增以变压吸附解吸气为燃料的燃气锅炉为管式干燥机提供热源,用48 t/h正压余热锅炉代替原25 t/h余热锅炉,新增自洁式过滤器系统等技术改造。改造后的运行实践表明:恩德炉能耗降低,有效气体积分数从51%提高到67%,循环水、煤气净化和氨合成后续工段出力能力显著提高,合成氨装置产能达产达标。

垃圾焚烧余热锅炉投运初期过热器吸热量特性研究

机械炉排垃圾焚烧余热锅炉投运初期(6个月内)主汽温度变化幅度较大,故从两方面对此问题进行了分析:通过与燃煤锅炉进行对比发现余热锅炉的过热器整体传热温压较小;通过余热锅炉投运5 d与投运6个月的热力计算数据对比,发现过热器传热温压变化是过热器吸热量变化的主要影响因素。分析得出,垃圾焚烧余热锅炉过热器入口烟温变化幅度大是过热器吸热量变化幅度大的主要影响因素。运行数据显示,投运初期过热器入口烟温提高100℃以上,过热器整体吸热量增加60%以上,主汽温度提高65℃以上。最后,对减小过热器入口烟温的变化幅度及保障过热器安全运行提出可行性建议。

洁能改造技术在矿山工业广场供热的应用

针对目前矿井使用的燃煤锅炉在运行过程中因结构、安装等原因导致环保质量不达标等问题,对北辛窑矿井工业广场供热系统进行洁能技术改造,通过研究分析现有供热可以利用的低温热源,进行理论分析及供热系统优化改造,解决矿井地面建筑供暖以及保证了矿井建设向着环保型、节能减排、清洁生产发展。

AQC锅炉进风管道保温数值模拟研究

水泥窑余热电站AQC锅炉进风管道及其保温设计对锅炉运行及其热量利用影响较大,为减少热损失,提高余热回收效率,需对进风管道采取保温措施。本文通过分析AQC锅炉进风管道换热机理,建立了AQC锅炉进风管道物理场模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟计算,获得了不同内保温层厚度的AQC锅炉进风管道温度场,以及热风温度随管道长度变化的线性关系曲线。数值模拟结果表明,AQC锅炉进风管道(ϕ3620mm×8mm)内保温层厚度为70mm、耐磨浇注料及外保温层厚度为100mm时,为最经济、合理的保温层厚度设计方案。

余热锅炉省煤器腐蚀机理的研究

对国内某铝厂原料石油焦和煅烧后的石油焦进行了X射线荧光(XRF)分析,并通过省煤器样管的扫描电镜(SEM)分析及腐蚀层的X射线衍射(XRD)检测,讨论了余热锅炉省煤器管壁低温腐蚀的形成及其机理.结果表明:省煤器管壁腐蚀层物质的主要成分是FeSO4.H2O;炼焦产生的高浓度SO2以及天然气燃烧所产生的大量水蒸气是造成铝厂余热锅炉低温腐蚀的原因,可以通过提高省煤器管壁温度来防止低温腐蚀的发生.

燃煤锅炉低温受热面积灰特性实验研究

通过煤灰的物理化学特性分析和冷态实验研究了煤灰冲刷光管和H型翅片管的沉积特性。实验结果表明:煤灰的微观特性是影响灰在受热面上沉积形成干松型积灰的主要因素。随着空气流速的增加,灰在光管上的沉积量减小;随着灰浓度的增加,灰在光管上的沉积量逐渐增加。灰颗粒在管束上形成干松灰的区域主要集中在翅片管的迎风面和背风面的低速区。在燃煤锅炉低温受热面时建议采用顺列布置的翅片间距较小的翅片管,以获得较高翅化系数和较小的烟风阻力。研究为燃煤锅炉低温受热面的设计和优化提供了实验参考。

闪速炼铜余热锅炉辐射室流场温度场数值模拟

针对某大型闪速炼铜炉余热锅炉,提出采用计算流体动力学(CFD)技术模拟锅炉辐射室内流场和温度场的模型和方法.模型中考虑湍流计算、化学组分扩散计算以及传热计算.通过对初始方案和若干调整方案模拟结果的比较分析,掌握在辐射室中部布置挡板,并在辐射室入口处喷入硫酸盐化风时的辐射室流场及温度场总体分布规律.结果表明:辐射室挡板对于高温烟气扩散并充满整个辐射室至关重要,位置和尺寸对流场及温度场的整体形态具有决定性影响;盐化风应喷入到高温烟气的前冲途径上,以有效打散高温烟气团,降低烟气的前冲动能.

天然气锅炉烟气余热利用节能改造工程实测分析

针对天然气锅炉等热能动力设备排烟温度高,造成能源浪费和环境污染的现状,应用自主研发的高效紧凑防腐型烟气冷凝热能回收利用装置,对一既有锅炉房进行了烟气余热回收利用节能改造和跟踪实测。分析了锅炉耗气量、排烟温度及热效率的变化,结果表明,排烟温度由150～200℃降到50℃以下,仅烟气余热回收装置就使锅炉热效率提高10%以上,且由于该装置提高了锅炉进水温度,从而提高了锅炉本体燃烧效率,使锅炉低热值总效率超过100%,锅炉高热值效率超过95%,锅炉房总节能率达25.6%。