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1、2000年第4期冶金动力总第80期METALLURGICALPOWER·57·燃气高炉炉顶煤气实际能量利用率及其技术应用展望潘宏彭劲松(武汉钢铁设计研究院湖北武汉430080)(华中理工大学动力系)【摘要】对高炉炉顶煤气作能质、火用质(exergy)分析:其温度火用及压力火用仅占其总火用质的1%～3.2%,而其化学火用占97%～99%;提出开发高炉煤气燃气透平(FGT)是我国大中小高炉煤气技术改造的方向;设置TRT技术界限的条件和干湿型TRT的条件;对传统绝热指数计算结论中存在的问题提出质疑。【关键词】高炉煤气能质分析FGT与TRT干湿TRT界限CurrentStateofActual
2、EnergyUtilizationofFurnaceTopGasandApplicationProspectofTechniqueIncreasingtheUtilizationPanHong(WuhanInstituteofIron&SteelDesigningResearch,Wuhan,Hubei430083)PengJinsong(PowerDepartment,CentralChinaTechnicalInstitute)【Abstract】Qualityofenergysourcesandexergyoffurnacetopisanalyzed.Theresultsshow
3、thattemperatureexergyandpressureexergyareonly1%～3.2%thatofthetotalex2ergyquality,however,chemicalexergyis97%～99%.Itconsidersthatdevelopinggasifierturbineofblastfurnacegasisthegastechniquetransformationtrendoflarge,mediumandsmall2sizedblastfurnacesofourcountry.ItisnecessarytosetupconditionsofTRTt
4、echni2callimitandconditionsofdryandwetTRT.Itraisesdoubtsaboutconclusioncalculatedbynormalheatinsulationexponents.【Keywords】blastfurnacegas,analysisofenergysourcesquality,FGTandTRT,limitofdryandwetTRT用火用值(exergy或称有效能)剖析高炉炉顶煤P0P压力火用eP=RT0〔-1+ln〕气的能质,由于它是不受任何热力过程的影响而变PP0化学火用eC=$H1-T0$SC化的状态函数,因而可以用
5、来衡定煤气能质在环境3条件下(工程热力学定义为t0=25℃,P0=1物理大式中:CP——平均定压比热系数,取1.385kJö(m气压或0.101325MPa绝压)所能作出的最大技术·K)3功值,用以求出煤气热机——燃气轮机(简称FGT)R——高炉煤气气体常数,取0.3711kJö(m或顶压能量回收透平(简称TRT)轴功率的极限值。·K)1高炉炉顶煤气火用值的分析与计算方法T=T0+t=273.15+tK1.1高炉炉顶煤气的理论火用值P=P0+p=0.101325+pMPa〔1,2〕以单位标准干煤气而言为:$H1=∑煤气可燃组分%×该组份燃烧热(低e=eT+eP+eC值)其中:$S为化合
6、物的熵值T温度火用eT=CP〔T-T0-T0ln〕T0$SC=∑(煤气可燃组分%×燃烧前后的生成物与反应物之间的总熵差)冶金动力2000年第4期·58·METALLURGICALPOWER总第80期〔3,4〕$'1及$SC如表1所示。T2P2有x=lnöln=0.1085422表1煤气可燃组分$H1及$SC值T1P11m=≈1.122$H1$S$SC1-0.1085422组分33·K)3·kJömkJö(mkJö(mK)若按照传统的绝热指数K=1.37计算,则CO126278.82-7.72P2k-1T2=T1()k=263.94KH2107405.83-3.96P1CH4358578
7、.39-0.31所以t2=9.2℃,低于环境温度(t0=25℃)CO209.54015.8℃,这样环境对TRT做负功了,TRT无如此H2O08.430的高效率,因此采用绝热可逆过程指数计算是存在O209.150效率偏高的假象。实例2:某高炉的TRT湿法设备运行参数为t11.2高炉炉顶煤气的实际火用值=55℃,p1=0.1813MPa,t2=29℃,p2=0.0121由于实际使用中高炉煤气从热机第1状态对外MPa,按实例1换算成T1、T2、P1、
