_谭力_大加速度场中预混火焰行为的数值模拟_前期报告_.docVIP

河北工业大学本科毕业设计（论文）前期报告 毕业设计题目：化工厂余热利用方案设计 专业：热能与动力工程 学生信息：班级：热能C082，姓名：闫海洋，学号：085692 指导教师信息：王恩宇 副教授 报告提交日期：2012-3-23 一、余热利用的发展现状及发展趋势 随着经济的发展，我国的能源消耗过快，能源利用效率不高。为了充分利用能源，走可持续发展道路，越来越多的人开始关注提高能源利用效率的问题。在许多大型的电厂、核电厂、化工厂以及钢厂人们把焦点放在了余热利用上来。在我国袁江【1】、吕炜【2】、杨俊【3】等很多人对这方面都有一定的研究。热电厂采用水源热泵从冷却水中回收废热，不仅可以解决废热、废水等直接排放造成的能量浪费，为建筑供热和制备生活热水，而且还可以间接解决环境污染问题。目前，我国发电厂的平均发电效率均在50％以下，采用水源热泵从热电厂冷却水中回收废热，是提高综合发电效率的有效途径【4】。另外，水源热泵机组对各类中低品位的余热资源进行余热回收，没有燃烧过程，不排放废水、废气等废物，符合现在国家的可持续发展及环保的要求。 在锅炉的生产过程中也会产生大量的余热。据一般专业计算每吨锻后焦的产汽量比为1:.245。而我们余热锅炉的产汽比仅为.205，所以我们还有很大的努力空间;按余热发电汽轮机使用说明书的规范要求，汽耗率为5.5k叭Wh，进行单位换算可得吨蒸汽发电量为:10(刃巧.sk岁kwh=181.8kwh【5】。可见其利用价值还是相当巨大的。 虽然余热、废热回收的价值很大 ,但是在实际应用 中还是要做大量的工作首先要在设计中进行方案优化参与工程设计的各专业在方案设计时就要积极参与,发挥各自的优势密切配合这样做出的工程可能会以较低的回收成本取得较高的经济效益。其次要进行投资效益 比较如果因为进行能量回收而耗费大量的投资造成投资回收期过长就要进行认真的分析比较看有无回收的必要。第三要严格按照设计规范和安全规程认真处理涉及的技术问题 余热废热回收所涉及的技术问题可能比通常的专业设计更为复杂,因为化工厂生产所投人的原料和产出的产品包括中间产品多是有毒和危害性较大的产品,如果能量回收时技术处理不当或考虑不周,很可能会造成严重问题【6】。 1999年中国水利水电科学院与国家电力公司环保办公室一起完成了“火电厂余热综合利用研究评价———全国火电厂余热利用情况调查报告”【7】。研究指出:限于电厂循环冷却水排水余热温度在50℃以下,属于低品位热能,直接利用范围狭窄。目前,国内开展其余热利用的电厂很少,仅占火电厂总数的16%。其中, 87%的电厂主要利用方式是水产品养殖,其利用量极少,且效率十分低下。因此,应组织人力,并有一定的投入,集中重点方向开展高效率余热利用技术的研究、实验和试点工作。即对热泵、热管这种技术含量高并已相当成熟的技术如何在电厂循环水余热利用中有效采用,组织攻关,建立示范工程,推广技术。 我国从事环境保护的学者和有识之士,将城市废水视为城市可再利用的资源时,己不再停留在污水回用(中水利用)这一层面上,而是要进一步开发城市污水的废热能回收及污泥利用,以实现城市污水三位一体的成套体系型污水资源化战略【8】。城市污水的废热能回收利用,为电厂循环冷却水余热利用的必要性和迫切性提供了理论和技术支持。 城市污水热能回收利用的实施途径、可行性分析、回收利用系统的评价指标及运行状况分析等,对火、核电厂循环冷却水余热利用的研究和实施都是极具借鉴价值的。城市污水热能回收利用的途径以热泵回收低品位能源为理论基础。热泵是一种把低温位的热能输送至高温位的机械。从原理上而言,热泵与制冷机是相同的,区别在于使用的目的。实际上,制冷和供热是热泵(或制冷机)热力循环过程中的两个必不可少的环节,也正是充分利用这两个环节,使热泵技术在电厂余热利用中既可供热,又可制冷。这里所提及的“热泵”技术实为“制冷/供热”技术的统称。 利用热泵技术回收电厂余热、特别是回收汽轮机循环冷却水余热的工作原理是:热泵利用该余热源作为低温热源,以热泵系统中的工质作为热的载体。按热力学第二定律,热量不会自发地从低温区向高温区传递,因此热泵工作时必消耗一定的有用能量(如:电能和热能)驱动工质,在热泵系统内以相变热(汽化潜热或凝结热)形式自低温热源带走热量并输送至高温热源。驱动热泵所消耗的有用能(或功)E全部被转换成热,这部分热量E和从低温体吸取的热量Q2一起输向高温体,即Q1=Q2+E,Q1为向高温体输送的热量。为说明这种能量转换的优劣,热泵工作效率可用性能系数COP(Coefficient of Performance)或供热系数来衡量,COP=Q1/E,则COP=Q1/E=Q2/E+1=ε+1,ε=Q2/E,称为制冷系数。可见COP恒大于1,热泵的该值一般为1·5~4