燃煤锅炉低温余热利用对湿法脱硫经济性影响研究

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1、硕士学位论文燃煤锅炉低温余热利用对湿法脱硫经济性影响研究作者姓名吴淑梅学科专业工程热物理指导教师廖艳芬教授所在学院电力学院论文提交日期2015年5月Researchoneconomicalefficiencyonwetdesulfurizationwiththeutilizationoflowtemperaturewasteheatfromcoal-firedboilerADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuShumeiSupervisor：Prof.LiaoYanfenSouthChinaUniversityofTechn

2、ologyGuangzhou,China分类号：TK6学校代号：10561学号：201220110238华南理工大学硕士学位论文燃煤锅炉低温余热利用对湿法脱硫经济性影响研究作者姓名：吴淑梅指导教师姓名、职称：廖艳芬教授/博导申请学位级别：工学硕士学科专业名称：工程热物理研究方向：高效低污染燃烧论文提交日期：2015年5月10日论文答辩日期：2015年6月7日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：赵增立委员：马晓茜、廖艳芬、杨承、余昭胜摘要燃煤电站提供了主要的电能，同时是二氧化硫排放的主要来源。燃煤电站“超低排放”标准对全国节能减排战略实施具有重要作用。而燃煤锅炉中

3、排烟损失是锅炉主要热损失，且仍具有巨大的低温余热利用潜力，因此如何有效利用燃煤电站的排烟余热成为电站锅炉能否大幅节能的关键。本文对低温余热利用下脱硫系统经济性影响进行理论和实验研究，探讨低温余热利用对脱硫效率的影响。同时结合数值模拟、经济性计算等手段，研究低温余热利用对脱硫效率及能耗水耗的影响，为低温余热利用改造方案提供理论依据。利用管式炉-脱硫塔实验平台研究了不同脱硫塔进口烟气温度和不同入口烟气二氧化硫浓度对脱硫效率影响。试验结果表明，随着脱硫塔烟气入口温度的升高，脱硫塔烟气出口温度也升高，但变化幅度不大，而脱硫效率会逐渐降低。当脱硫塔烟气入口温度为129℃且喷淋量一定时，脱硫效率会随着二氧

4、化硫浓度增大而先升后降。当二氧化硫浓度为1200ppm时，脱硫效率最大为94.08%。采用CFD数值模拟技术对低温余热利用影响脱硫系统效率进行研究，应用结构化/非结构化混合网格技术，采用标准k-ε湍流模型描述脱硫塔内烟气湍流运动，颗粒轨道模型跟踪液滴运动，脱硫塔内脱硫过程采用了传质渗透理论建立数学模型，用SIMPLE算法首先对某300MW机组脱硫塔内喷淋流场及二氧化硫浓度场进行数值模拟，并与前人研究结果进行对比验证，得到所建立模型可行。最后该模型用于研究广东省某机组的脱硫塔低温余热利用对脱硫效率影响，模拟结果与电厂提供的数据验证相一致。低温余热利用后脱硫效率为98.03%，比未利用前增加了0.

5、63%。低温余热利用有利于脱硫反应。电站锅炉安装烟冷器后，增压风机能耗增加，但该部分能耗变化量和氧化风机能耗随着低温余热利用深度的增大而降低，烟气携带水蒸气是脱硫系统产生水耗的主要方面。某1000MW超超临界机组100%负荷下，低温余热利用深度为50°C时，总能耗增加了637.74kW，厂用电率增加了0.064%，但同时发电功率增加了2.4198MW，扣除能耗增加量后，最终发电功率增加了1.7821MW，煤耗量减少了0.779t/h，脱硫系统水耗降低了43.7t/h。关键词：低温余热利用；脱硫效率；CFD模拟；脱硫系统能耗；水耗IABSTRACTCoal-firedpowerstationis

6、themainsourceofSO2emissionswhileprovidingthemainelectricpower.Theimplementationof"ultralowemission"standardsplaysanimportantroleintheimplementationofthenationalenergyconservationandemissionsreductionstrategy.However,thelossofsmokeextractionincoal-firedboileristhemainheatloss,whichstillhasthehugeutil

7、izationpotentialoflowtemperaturewasteheat.Thus,thekeytosaveenergysubstantiallyofpowerstationboilerishowtoeffectivelyexploitthewasteheatfromsmokeextractionincoal-firedpowerstation.Theeconomicinfluenceo