余热发电热力系统原理详解演示文稿

热辐射
导热或对流都是以冷、热物体的直接接触来传递热量，热辐射则不同，它是依靠 物体面对外发射可见和不可见的射线（电磁波，或者说光子）传递热量。
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传热学
热传递过程 300℃
热辐射
350℃
热能
气体
固体
气体
200℃
导热
热对流
导热
热对流
导热
100℃ 固体
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两个重要物理量
汽将不断增加至水全部变为蒸汽； 第三个过程，水全部变为蒸汽后继续加热，则水蒸汽的温度将不断
升高。
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过热度
从水和水蒸汽的性质来说，过热度指的是蒸汽温度高于对应压力下的
饱和温度的程度。对水和水蒸汽而言，其饱和曲线在水蒸汽图上是一条上
升的曲线，即随着压力的升高，水的饱和温度也是升高的。同理，对于处
余热发电热力系统原理详解演 示文稿
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（优选）余热发电热力系统原 理
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传热的基本方式
导热
指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依据分子、原子及自 由电子等微观粒子热运行的热量传递现象，导热是物质的属性，导热
过程可以在固体、液体及气体中发生。
热对流
依靠流体的运行，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流， 是传热的另一种基本方式。
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举例
平凉海螺
根据废气流量锅炉选择为PJ-J锅炉、AQC-A锅炉 通过锅炉热力计算PH-J锅炉蒸发量为28.6t/h，主蒸汽温度
标况和工况的转化 工况为：360000m3/h，压力为-5000Pa，温度为330℃
PV/T=常数
标况为：154988Nm3/h，温度为330℃
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表压、绝压
表压力=绝对压力-大气压力
比如汽轮机排汽压力为5.73kPaA，若当地大气压为101.325kPaA， 表压（即真空度）为-95.6kPaG(5.73-101.325)
(t1’ t1 t2
t2')
t1 ' t 2 '
Q 换热量
kJ/h
△t 对说换热温差
℃
K 传热系数
kJ/(m2·℃ ·h)
F 换热面积
m2
C 高温介质比热 kJ/(m3·℃ )
t1 高温介质入口温度 ℃
t1’ 高温介质出口温度
℃
t2 低温介质入口温度
℃
t2’ 低温介质出口温度
℃
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换热曲线
t1
废气
t2
t1’ 水
t2’
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流体力学
1、沿程阻力
hf l v2 d 2g
2、局部阻力
hi
v2 2g
锅炉废气阻力设计≤1000Pa
主蒸汽阻力设计≤0.1MPa
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工程热力学
1、热力学第一定律
能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式， 或从一个系统转移到另一个系统，而总量保持恒定。
2、由于PH锅炉仅有蒸发器、过热器，其出 口废气仍要用于原料等生产线设备进行烘干， 因此在设计过程中，是根据PH锅炉出口风温 的要求，确定蒸发器饱和温度，根据饱和温 度确定系统的蒸汽压力
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废气标况
标况指温度为0℃（273.15开）和压强为101.325千帕（1标准大气压， 760毫米汞柱）的情况，使在比较气体体积时有统一的标准，单位为 Nm3/h
1、余热锅炉
2、凝汽器 3、汽封凝汽器
4、油冷却器
5、发电空气冷却器
6、冷却塔 7、锅炉排汽冷却器、试样冷却器等
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传热的计算方法
1、设备已确定，进行性能计算；
2、参数已经确定，进行设备设计 计算；
计算公式
Q t F
Q
C
(t1
t‘1 ) Vg
t
t1
t2 ln
于某一温度的水蒸汽来说，提高压力，其对应的饱和温度也随之升高，则
其温度高于饱和温度的程度也降低，即蒸汽的过热度降低！
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水蒸汽变化曲线
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发电热力系统的基本原理
朗肯循环 是最简单的蒸汽动力理想 循环，热力发电厂的各种 较复杂的蒸汽动力循环都 是在朗肯循环的基础上予 以改进而得到的，包括闪 蒸器余热发电技术。
算出发电量。
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举例
： 废气参数及要求为 窑尾：340000Nm3/h，320℃
窑头：210000Nm3/h，360℃
原料磨要求入口风温为200 ℃；由于地为缺水地区，采用空冷 机组。
根据废气参数选择系统压力为0.789MPaA，由于空气比热远低 于水，因此汽轮机排汽设计为0.015MPaA。
2、热力学第二定律
不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
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水及水蒸汽物理性质
水在某一恒定压力下进行加热，主要进行三个过程： 第一个过程，水在常温下被逐步加热至某一温度,在此温度下水开始逐
渐产生蒸汽，其蒸汽温度与水温相同； 第二个过程，水继续被加热时水温将不再变化，而产生的温度的蒸
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废气品位的界定
高温废气余热：废气温度大于650℃
中温废气余热：废气温度350～650℃ 低温废气余热：废气温度小于350℃
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闪蒸技术热力系统
闪蒸器朗肯循 环曲线.xls
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闪蒸余热发电系统压力的确定
1、水变为蒸汽的温度称为饱和温度，其对应的水称为饱和水、蒸汽为饱和蒸 汽；对于不同的压力，饱和温度是不同的。在水及水蒸气被热源（废气）加热 过程中，热源与水及水蒸气间必将存在换热温差，并且热源温度必须高于水及 水蒸气温度。
热焓：
它是表示物质系统能量的一个状态函数，通常用H来表示，
其数值上等于系统的内能U加上压强P和体积V的乘积，即H＝U＋PV。
热量：
指的是由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转移的
能量。Q=K×△t×F
K 传热系数
kJ/(m2·h·℃)
△t m2
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余热发电系统中传热的应用
若高海拔地区，大气压力仅在84kPaA左右,此表压（即真空度） 为-78.27kPaG(绝压-大气压=5.73-84)；
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热力计算一般步骤
1、一般为业主提供废气参数及生产线的基本信息；
2、研讨确定余热发电的方案，两炉一机、四炉一机等； 3、根据窑尾PH锅炉出口风温的要求确定压力等级。 4、进行锅炉选型或设计计算； 5、根据主蒸汽参数、汽轮机相对内效率、汽轮机排汽压力计