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1、 湘潭大学本科毕业设计说明书 目 录第一章 绪 论 .11.1 焦炉煤气的资源及利用现状 .11.1.1 我国焦炉煤气的利用现状 .11.1.2 国内外焦炉煤气的利用方式 .21.2 我国的能源形势与政策 .21.3 本文的主要研究内容 .5第二章 焦炉煤气的基本工艺和净化 .62.1 焦炉煤气的特点 .62.2 焦炉煤气的工艺流程 .62.3.焦炉煤气的净化 .72.3.1 焦炉煤气的初冷和焦油氨水的分离 .72.3.2 煤气中焦油雾的清除 .82.3.3 煤气中硫的清除 .8第三章 发电系统设计及设备选型 .103.1 公司情况介绍 .103.2 方案选择 .103.3 设计及选型 .12
2、3.3.1 发电机组的选型 .123.3.2 主要技术参数 .133.3.3 燃气发电机组主要性能特点 .143.4 燃气内燃机尾气余热的利用 .15第四章 余热锅炉设计 .174.1 烟气参数的计算 .174.2 余热锅炉换热系数的计算 .184.2.1 管外对流换热系数的计算 .194.2.2 管内对流换热系数 .204.2.3 总换热系数的计算 .234.3 阻力计算 .264.3 余热锅炉外形设计与外部附件选型 .26第五章 节能及技术经济评价 .275.1 投资估算 .275.2 技术经济评估 .28 湘潭大学本科毕业设计说明书 5.2.1 技术经济评价 .285.2.2 评价结论
3、.295.3 节能评估 .295.3.1 煤气消耗量的计算 .295.3.2 发电量计算 .295.3.3 余热锅炉产生的蒸汽量计算 .295.3.4 节能计算 .30第六章 全文总结 .316.1 论文的结论 .316.2 进一步展望 .31参 考 文 献 .33致 谢 .34附录一：外文翻译及原文附录二：CAD 图纸 湘潭大学本科毕业设计说明书 第一章 绪 论1.1 焦炉煤气的资源及利用现状1.1.1 我国焦炉煤气的利用现状我国生产焦炭的企业类型主要有：钢铁企业附属的焦化厂、城市煤气厂、以生产焦炭为主的独立焦化厂和土焦企业。钢铁企业附属焦化厂中的焦炉煤气利用率比较高 ,但是利用焦炉煤气生产
4、的产品1比较单一，用于发电或深加工的比例较小，存在 高质低用的现象。因此，钢铁企业附属焦化厂富余的焦炉煤气可看作是潜在的可被利用资源。随着“ 西气东输”项目和沿海 LNG(液 化 天 然 气 的 简 称 )气站的建设，部分供应城市煤气的焦化厂，如北京焦化厂、天津煤气厂、山西神州焦化、上海焦化厂、青岛煤气厂等，将面临天然气取代焦炉煤气作为城市燃气的状况。例如，北京焦化厂目前已经被关停。未来这些焦化企业过剩的焦炉煤气迫切希望找到经济、高效的利用途径。因此，城市煤气厂的富余焦炉煤气也可认为是潜在的可利用资源。独立焦化厂的焦炉煤气资源中，只有极少部分的焦炉煤气通过发电、合成氨等方式利用，其余则被直接燃
5、烧后排空。因此，独立焦化厂的这部分焦炉煤气可认为是待利用的资源。土法炼焦是国家明令禁止的，土焦企业技术、设备非常落后，因此不能对焦炉煤气加以利用， 只能直接燃烧后排空。在国家有关部门的严格执法下，不久的将来，我国的土焦炉将全部被关闭。这部分市场份额将主要由独立焦化厂代替，同样面临着焦炉煤气的利用问题。因此，土焦企业的这部分焦炉煤气可认为是潜在的可利用资源。综上所述，2005 年我国焦炉煤气资源估算如表 1-1 所示。表 1-1 2005 年我国焦炉煤气资源估计焦炉煤气资源（亿 ）3Nm焦化企业类型 焦炭产量（万吨） 总量 焦炉用 待利用或潜在可利用钢铁企业焦化厂 8043 342 0 342机
6、焦 城市煤气厂独立焦化厂15042 640 309 331土焦 1215 52 25 27合计 24300 1034 334 700从表 1-1 可以看出，我国焦炉煤气资源非常丰富，每年待利用或潜在可利用的焦炉煤气就有 700 亿 ， 仅独立焦化厂每年就有近 300 亿 的焦炉煤气可以被利3Nm3Nm用。 湘潭大学本科毕业设计说明书 1.1.2 国内外焦炉煤气的利用方式目前在国内外，焦炉煤气的可利用方式主要有以下几种 。2（1）焦化厂将焦炉煤气用于加热焦炉的燃料；（2）轧钢厂将净化后的焦炉煤气用作燃料；（3）焦炉煤气用作城市煤气；（4）焦炉煤气用作化工原料合成氨；（5）焦炉煤气用作苯加氢的氢源
7、；（6）焦炉煤气用于锅炉和蒸汽轮机以及燃气轮机发电；（7）焦炉煤气制甲醇；（8）焦炉煤气还原生产海绵铁；（9）焦炉煤气用于燃气内燃机发电。在这些利用方式中，燃气内燃机发电机组是焦炉煤气直接燃烧，再带动发电机组发电，燃气内燃机发电具有以下优点：（1）有利于环境保护。燃气内燃机燃用焦炉煤气（净化、脱硫后）不产生灰份及炉渣，不产生二氧化硫，氮氧化物和二氧化碳的排放量少。（2）发电热效率高。随着燃气内燃机发电技术的成熟，将燃气内燃机用于联合循环发电热效率已达 55%，而燃气内燃机的热效率一般在 38%左右，热能利用率较高，能大大地节约燃料资源。（3）节约用水。由于燃气内燃机不需水，可节约宝贵的水资源。
8、（4）电厂占地面积。燃气内燃机体积较小，辅助系统少，占地面积一般较其他类型电厂少，可节约宝贵的土地资源。（5）运行维护方便，费用较低。燃气内燃机电厂自动化程度高，操作及控制简单，因而电厂员工仅为其他电厂的一半左右，降低了劳动力成本。另外，由于燃气内燃机电厂设备简单和故障率较低，维护费用较低。（6）具有良好的调峰性能。燃气内燃机单循环起动快，带负荷快，能随时停机，非常适合于每天开停带峰荷的运行方式，是高效率的调峰机组，同时也可做应急电源。（7）工期短。燃气内燃机设备简单且多为组装式，因而其建设工期短，比煤(油)电厂可节省工期一年以上。（8）厂用电率低。燃气内燃机电厂的厂用电率一般为 5%，可降低能耗，节约能源。1.2 我国的能源形势与政策 湘潭大学本科毕业设计说明书 能源是人类赖以生存和社会进步的重要物质基础。 我国改革开放以来得以实现令世界瞩目的高速经济增长，能源的支持是一个重要因素。我国的能源储量中煤炭资源比较丰
