焦爐煤氣合成甲醇和發(fā)電系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、焦爐煤氣熱值較高，是一種優(yōu)質(zhì)的氣體原料和燃料。我國焦爐煤氣資源豐富，但實際利用的數(shù)量和水平非常低，造成了嚴重的資源浪費和環(huán)境污染。利用焦爐煤氣合成甲醇和燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電具有廣泛的應用前景，但由于合成甲醇和發(fā)電系統(tǒng)的設計、集成、仿真等問題還沒有得到系統(tǒng)的研究，阻礙了對焦爐煤氣的利用?；诖?，本文研究了焦爐煤氣合成甲醇和發(fā)電系統(tǒng)關鍵技術問題，主要內(nèi)容包括以下幾個方面： 研究了以焦爐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、爐前補碳對催化部分氧化反應性能及產(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。 建立了燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)關鍵部件的數(shù)學模型：基于基元葉柵法建立了軸流式壓氣機的變工況模型，提出了基于泵與風機相似定律外推壓氣機通用特性曲線的方法，并將所得結果進行了驗證；基于半經(jīng)驗公式對冷卻空氣的分配和計算方法進行了

3、研究，建立了PG6541B簡單循環(huán)燃氣輪機性能計算模型，并驗證了模型的正確性：提出了燃氣輪機變負荷路線圖的概念，證明了變負荷路線圖是最佳的負荷調(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鍵部件的數(shù)學模型，對燃燒天然氣和焦爐煤氣的聯(lián)合循環(huán)性能進行了預測。 推導出了燃燒中低熱值燃料時燃氣輪機系統(tǒng)工況點的調(diào)整方案，定量計算了各

4、調(diào)整方案對燃氣輪機系統(tǒng)熱經(jīng)濟性和安全性的影響，并綜合熱經(jīng)濟性、安全性和可操作性因素，得出增加壓氣機的壓比和關小進口可調(diào)導葉的角度分別是燃用焦爐煤氣系統(tǒng)和燃用煤基合成氣系統(tǒng)的最佳工況點調(diào)整方案。 提出了焦爐煤氣合成甲醇和發(fā)電的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)設計方案，分析了各方案的性能，得出采用爐前補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。計算了焦爐煤氣量發(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。分析了電力負荷變化時