净化黄磷尾气燃气发电系统设计

5000Nm3/h净化黄磷尾气燃气发电系统设计

课程设计报告

The design of 5000Nm3/h yellow phosphorus exhaust gas purification power system

目录

1 综述 (4)

1.1课题研究背景 (4)

1.1.1国内外黄磷产业现状 (4)

1.1.2 黄磷尾气的综合利用现状 (4)

1.2 燃气发电意义及发展趋势 (5)

1.3 燃气轮机简介 (5)

1.3.1 燃气轮机的工作原理 (5)

1.3.2 燃气轮机的结构 (6)

1.4 燃烧室 (7)

1.4.1 燃烧室的基本概念 (7)

1.4.2 燃烧室的结构 (7)

1.4.3 燃烧室的基本性能指标 (8)

1.4.3 燃烧室气流的组织 (8)

2 燃烧室的热力过程 (9)

2.1 混合气完全燃烧的理论空气量 (9)

2.2 过量空气系数 (10)

2.2.1 过量空气系数的影响 (10)

2.2.2 过量空气系数的计算 (11)

2.3 混合气完全燃烧产物的组分 (12)

2.4 燃气热值计算 (13)

3 燃烧室设计 (13)

3.1 燃烧室基本尺寸的确定 (13)

3.1.1火焰筒直径和长度 (13)

3.1.2 燃烧室长度和直径的计算 (14)

3.1.3 隔热套直径的计算 (15)

3.1.4 燃烧区与掺冷区长度计算 (16)

3.2 燃烧室部件设计 (16)

3.2.1 一次配气机构 (16)

3.2.2 燃气的混合机构 (17)

3.2.3 火焰筒壁的冷却机构 (18)

3.2.4 点火机构 (18)

3. 3燃烧室测量系统 (18)

3.4 外壳设计 (20)

3.4.1 材料的选取 (20)

3.4.2 壳体厚度 (21)

3.4.3 壳体质量 (21)

3.5 封头设计 (22)

3.6 法兰的选型 (22)

3.7 水压试验 (23)

3.8 含氧报警仪 (23)

4设计总结表 (24)

4.1 基本情况表 (24)

4.2 技术特性表 (24)

5 收获与体会 (25)

6 致谢 (25)

参考文献 (26)

摘要：黄磷尾气富含一氧化碳，且含有硫、磷、砷、氟、氰化物和原料粉尘等杂质，它的排放既污染了环境又造成资源浪费。为了

改善黄磷尾气的综合利用现状，本文对黄磷尾气净化发电进行

了介绍。主要针对发电系统中燃气轮机燃烧室进行了概述，综

述圆筒型燃烧室的原理、结构及其性能，并进行各部分设计计

算，绘制了其结构图。

关键词：黄磷尾气发电燃气轮机燃烧室

Abstract: Carbon monoxide emission, and rich in yellow phosphorus containing sulphur, phosphorus, arsenic and fluorine, cyanide and

raw materials, its impurities such as dust emission is the

environment and resource waste. In order to improve the

comprehensive utilization yellow phosphorus exhaust emission of

China, this paper introduces the purification power. Mainly aimed

at generating system for gas turbines in the combustion chamber,

this paper summarized the principle of cylinder combustion,

structure and properties, and the design calculation, each part

drawing for its structure.

Keywords: yellow phosphorus exhaust generating gas turbine chamber

1 综述

1.1课题研究背景

1.1.1国内外黄磷产业现状

黄磷是重要的基本化工原料之一，用途十分广泛。其生产方法有高炉法和电炉法两种，因高炉法的技术经济指标差等原因，国内外都用电炉法生产。近十年来，随着世界各国能源供应日益紧张，电价逐渐上涨，环保要求不断提高，国外黄磷生产规模和产量逐年下降，磷化工格局已开始发生变化，其中心逐步移向我国。与国外对比，我国黄磷工业的特点是：国产化小型制磷电炉多，原料加工简单化，自动化水平低，产品单一，污染较严重；一些引进装置用的磷矿通过预处理，人炉的炉料质量好，磷炉的电耗较低(13000～13500 kW·h／t，P 计)，自动化水平较高，操作环境较好、污染较少，但生产成本仍较高，电炉开工率较低。产品单一、结构不合理、劳动生产率低、经济效益较差，环境污染较严重是我国黄磷生产普遍存在的问题。

目前，全世界黄磷生产能力2200 kt／a以上，我国黄磷生产能力约1750kt ／a，约占全球黄磷生产总能力的77％。2006年我国黄磷产量为830.7 kt，其中出口79 kt，创汇131325.60万美元。我国已是世界上黄磷生产和出口大国，但不是强国。

1.1.2 黄磷尾气的综合利用现状

1. 多数低附加值利用和放空燃烧

目前，中国多数黄磷生产厂家将未净化尾气代替煤作燃料，用于干燥生产黄磷的原料(磷矿、焦炭和硅石)、蒸馏“泥磷”回收磷和烧热水等，若以利用部分的有效热量计，尾气有效利用率≤20％，80％属浪费型燃烧或放空燃烧。从国外引进的黄磷生产装置其黄磷尾气主要用于烧结磷矿，有效利用率较高。

2. 少量用作清洁燃料

有些黄磷和磷酸盐生产企业将尾气多次水洗除去原料粉尘和部分化学杂质