摘要:随着煤炭价格的上涨，使用煤炭资源提供能源的成本变得越来越高。而且国家环保有要求，提倡使用清洁能源。本文拟用蒸汽替代燃煤锅炉导热油进行生产，对煤改气装置进行优化设计。论文的主要内容如下：

论述了传统燃煤锅炉提供能源的问题和电厂余热蒸汽提供能源的优势。综述了国内外电厂余热蒸汽提供能源的研究现状，介绍了经济性评价常用方法。分析了热源改造过程，选择了改变换热板结构增加流通截面积直接加热法，详细计算了消耗蒸汽量和生产压力。计算结果表明生产每吨产品消耗蒸汽量14.2吨，生产压力1.1~1.2MPa效果好。

设计了煤改气装置的换热板结构，使用Comsol软件研究对换热板的咬合工况、内压工况和组合工况三种工况下换热板应力强度和形变情况。发现了换热板采用铝合金既能满足强度要求又能降低峰值应力，是最适合的材料。

利用了费用效益法，对煤改气装置进行了经济性评价分析。验证了使用蒸汽替代提高工厂效益。

关键词：余热；蒸汽；燃煤锅炉；热分析；力学分析；经济分析

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 使用传统燃煤锅炉提供能源的问题-1

1.2 国内外研究现状-3

1.3 使用电厂余热蒸汽提供能源的优势-5

1.4 常用经济性分析方法-5

1.4.1投资回收期法-5

1.4.2现净值法-6

1.4.3费用效益法-6

1.5本文研究内容-6

2热源改造过程分析-7

2.1 换热改造工艺选择-7

2.2 蒸汽参数预估-920×920-8

2.2.1 蒸汽流量-8

2.2.2小结-10

2.3 蒸汽参数预估-660×625-1-10

2.3.1 蒸汽流量-10

2.3.2小结-13

2.4 蒸汽参数预估-660×625-2-13

2.4.1 蒸汽流量-13

2.4.2小结-15

2.5 固定35s加热时间对其它工艺参数计算结果-15

2.5.1 单个产品加热量-15

2.5.2 加热模具及换热板散热量-16

2.5.3蒸汽量及不同压力蒸汽传热效果计算-17

2.6 可变加热时间计算结果-18

2.7结论-20

3.换热板结构设计和强度分析-21

3.1 咬合工况换热板强度分析-22

3.1.1 10℃温差下强度分析-22

3.1.2 20℃温差下强度分析-22

3.1.3 30℃温差下强度分析-23

3.1.4 40℃温差下强度分析-23

3.2 内压工况换热板强度分析-24

3.2.1 10℃温差下强度分析-24

3.2.2 20℃温差下强度分析-24

3.2.3 30℃温差下强度分析-25

3.2.4 40℃温差下强度分析-25

3.3 组合工况换热板强度分析-26

3.3.1 10℃温差下强度分析-26

3.3.2 20℃温差下强度分析-26

3.3.3 30℃温差下强度分析-27

3.3.4 40℃温差下强度分析-27

3.4 小结-28

4 经济性评价分析-29

4.1 煤改气装置费用构成-29

4.2 效益构成-30

4.3 煤改气装置经济性价分析-30

4.4实例分析-31

4.4.1该厂概况-31

4.4.2费用分析-31

4.4.3效益构成-32

4.4.4煤改气装置现金流量分析-32

4.4.5小结-33

结    论-34

参 考 文 献-35

致    谢-36