基于Aspen Plus的（火用）分析在火电厂清洁生产实践中的应用

【摘要】：电力企业,特别是火电厂,是一个国家能源消耗的大户,起着能源转化的重要作用,在其运行过程中,消耗巨大资源和能源,同时排放以SO2和CO2为代表的污染物。因此,火电厂实施清洁生产技术非常必要,可以实现节能、降耗、减污、增效的清洁生产目标。采用准确而有效的节能理论指导火电厂节能工作,可以帮助系统准确找出能量流失点。火电厂是复杂能量系统,采用传统的能量分析手段对其分析,不但计算量大,而且不能迅速分析变量之间的关系。基于上述目标和困难,旨在通过能量分析和Aspen Plus模拟计算,为火电厂制定节能清洁生产提供理论基础和数据支持。本文的主要目的是利用Aspen Plus流程模拟软件对火电厂进行(?)分析,帮助电厂准确地找出能量损失的最大部位。本文主要内容包含： (1)利用Aspen Plus对火电厂分工段仿真模拟。以某火电厂的主要设备及生产工艺为原型,分别建立锅炉和汽轮机组的流程模拟并对其验证。研究结果表明：已建立的模型是可靠的,模拟结果与实际数据的偏差均在5%之内。 (2)基于已建立的模型及(?)指标计算公式,对火电厂做(?)分析,得到火电厂的能耗分布情况。对火电厂主要子系统建立(?)平衡关系式,每个子系统的输入和输出流股的(?)通过Aspen Plus模拟得到,在此基础上利用公式计算整个系统和子系统的(?)损失、(?)效益、(?)损失系数,从而找到(?)损失最大的部位及原因。研究结果表明：整个系统(?)损失发生的主要部位是锅炉和汽轮机组,其中锅炉燃烧的(?)损失最大。汽轮机组中,高压缸的(?)效率最低,相反地,高压缸承担的做功量最大,占37.08%。 (3)针对引起(?)损失的原因,利用Aspen Plus的灵敏度分析功能考察操作参数对系统(?)效益的影响情况。研究的操作参数包括燃烧温度、过剩空气系数、蒸汽温度、蒸汽压力,研究结果显示：系统的(?)效益随着燃烧温度、蒸汽温度、蒸汽压力的增大而增大,过剩空气系数过大或过小都使系统(?)效益降低。 (4)本文提出三种清洁生产方案：替代燃料、空气分级燃烧、燃料分级燃烧,从整个系统(?)效益和污染物排放情况考虑,确定每种清洁生产方案的最佳条件。研究结果表明：污泥是煤的最佳替代燃料,使整个系统的(?)效益提高了4.32%,同时NOx和SO2排放浓度均低于参考工况。燃料分级燃烧和空气分级燃烧都能提高系统的(?)效益,同时选定了合适的操作参数降低污染物的排放浓度。 【关键词】：电厂 Aspen Plus 模拟 (火用)分析
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM621
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 1 课题的来源、目的及主要内容12-22
• 1.1 课题提出的背景及意义12-13
• 1.1.1 课题提出的背景12-13
• 1.1.2 课题研究的意义13
• 1.2 国内外相关领域研究进展13-19
• 1.2.1 国内外能量分析方法发展进程13-16
• 1.2.2 国内外流程仿真技术的发展16-18
• 1.2.3 我国电力工业发展现状18
• 1.2.4 国内外清洁生产在电力行业的应用现状18-19
• 1.3 本论文研究目的和内容19-22
• 1.3.1 研究目的19-20
• 1.3.2 技术路线和主要研究内容20-22
• 2 Aspen Plus软件与(?)分析理论研究22-41
• 2.1 Aspen Plus模拟软件简介22-33
• 2.1.1 Aspen Plus界面组成22-24
• 2.1.2 Aspen Plus功能24-25
• 2.1.3 Aspen Plus模型构造的过程25-27
• 2.1.4 Aspen Plus建模理论研究27-33
• 2.2 佣分析理论研究33-39
• 2.2.1 (?)的基本概念33-35
• 2.2.2 (?)分析法的评价指标35-37
• 2.2.3 (?)分析法的原理37-39
• 2.3 基于Aspen Plus的热力学分析39-40
• 2.4 本章小结40-41
• 3 案例分析41-59
• 3.1 构建火电厂Aspen Plus模型41-50
• 3.1.1 火电厂主要设备简介41-43
• 3.1.2 电厂生产工艺描述43-44
• 3.1.3 流程模拟44-48
• 3.1.4 模拟结果48-50
• 3.2 电厂系统佣分析50-56
• 3.2.1 各种(?)计算公式50
• 3.2.2 各设备的(?)分析指标计算公式50-52
• 3.2.3 结果与讨论52-56
• 3.3 (?)效益影响因素分析56-58
• 3.4 本章小结58-59
• 4 清洁生产方案优化59-71
• 4.1 替代燃料59-62
• 4.1.1 替代燃料的选取59-60
• 4.1.2 计算工况60
• 4.1.3 (?)分析结果60-61
• 4.1.4 分析污染物排放浓度的影响因素61-62
• 4.2 燃料分级燃烧62-67
• 4.2.1 生产工艺62
• 4.2.2 构建燃料分级燃烧模型62-63
• 4.2.3 (?)分析结果63-64
• 4.2.4 污染物影响因素分析64-67
• 4.2.5 结论67
• 4.3 空气分级燃烧67-70
• 4.3.1 生产工艺67
• 4.3.2 构建空气分级燃烧模型67-68
• 4.3.3 佣分析结果68
• 4.3.4 分析污染物排放浓度的影响因素68-70
• 4.3.5 结论70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 结论及展望71-74
• 5.1 研究结论与建议71-72
• 5.2 研究创新与不足72
• 5.2.1 研究的创新点72
• 5.2.2 研究的不足72
• 5.3 研究展望72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况78-79
• 致谢79-80

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