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中国计量学院
毕业设计(论文)开题报告
学生姓名: 王文婷 学 号: 0600203202
专 业: 热能与动力工程
班 级: 06热能2班
设计(论文)题目:
某电厂空气分级低NOx燃烧技术改造
指导教师: 凌忠钱 讲师
二级学院: 计量测试工程学院
2010 年 3 月 28 日
开题报告
课题的背景和意义
煤炭工业是支撑我国国民经济发展的重要基础工业,经过几十年的发展, 已经有了雄厚的基础。据专家预测,在我国未来一次能源消费中煤炭仍将占到主导地位,即使到2050年,煤炭在我国一次能源消费结构中的比,列也不会低于35%,届时,煤炭消费量仍将达到20多亿吨。煤炭在我国一次能源消费结构中占70%以上,是我国主要能源形式,燃煤电站、工业锅炉和工业炉窖是三大煤耗主要设备,除电站锅炉外,全国目前约有55万台燃煤工业锅炉和炉窑,而其中又以层燃工业锅炉(主要是链条锅炉,占总量60%以上)为主,量大面广,耗煤量约占全国年耗煤总量的1/3。
2005年我国发电用煤约占总产煤量的53.6%,预计~2OlO年煤炭总产量的67%以上将用于发电。这就决定了我国电站建设是以燃煤机组为主,大气中污染也将以燃煤型污染为主要特征。燃煤锅炉排放的烟气中含有大量的NOx (包括NO、NO2、N2O3、N2O等),NOx的排放给自然环境和人类生活带来了严重的危害:①对人体的致毒作用;② 对植物的损害作用;③是酸雨、酸雾的主要原因之一;④ 与碳氢化合物形成光化学烟雾;⑤参与臭氧层的破坏[1]。 随着电力建设的迅速发展,氮氧化物的排放日益严重,1999~2004年,我国火电NOx排放总量增加2357万吨,几乎是1987~1998年间NOx增长量的总和。2005年,我国氮氧化物排放总量为1800万吨左右,其中火电厂NOx排放比例在50%以上。如不进一步采取有效的 NOx排放控制措施,预计到2020年,氮氧化物排放量将达到2900万吨,而且火电厂NOx排放将超过SO ,因此控制火电厂NOx 排放对缓解我国氮氧化物不断增长的趋势至关重要。
由于NOx在煤的燃烧产物中生成复杂,且其对人类乃至整个生态系统的危害大,对其排放量的控制已引起全球范围内的普遍重视,绝大多数国家和地区都制定了较严格的限制NOx排放的法规和标准,中国也于1996年8月开始实施650 mg/Nm3的排放指标规定。近二、三十年来,欧美日等发达国家一直在致力于研究降低NOx的燃煤技术。如前苏联的高浓度给粉技术、日本三菱重工的PM型燃烧器、美国B&W公司的PAX燃烧器和DRB-XCL双调风旋流燃烧器及德国SM公司SM型旋流燃烧器等都处于世界领先地位。这些技术措施和硬件设备有一个共同特点,改变燃烧器结构和配风,组织浓淡燃烧和分级燃烧。中国近十几年也开始注重研究适合国情的低NOx控制技术,各科研院所及高校在借鉴国外先进技术经验的同时,积极开展试验研究,为促进国民经济发展和改善生态环境具有重要的现实意义。
国内外研究现状
电站锅炉中NOx生成途径有瞬问型、热力型和燃料型3种类型。瞬间型NOx一般在富燃料碳氢火焰中占优,而在煤粉燃烧中其排放量仅占总量的5%;热力型NOx是空气中的 在高温下氧化形成的,与燃烧区域的温度水平和氧浓度有关。一般煤粉炉固态排渣燃烧方式下,当过剩空气系数小于0.95,和温度小于1 500℃时,热力型NOx可以忽略不计;燃料型NOx是由燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解而进一步氧化生成,与燃料特性以及锅炉运行状况关系密切,在电站锅炉NOx排放占主导地位,约为80%-90%[2]。
电站锅炉NOx排放控制技术可分为一次燃烧控制措施(如低NOx燃烧器、O FA、燃料再燃烧等) 及二次烟气净化措施(SCR、SNCR及组合型SCR SNCR )。降低NOx排放的首选燃烧控制,当采用燃烧控制措施还不能满足排放标准时,就需要安装烟气脱硝装置。近年来关注的焦点集中在一次燃烧控制措施的研究与开发。一次燃烧控制措施主要包括燃烧优化,炉内空气分级(燃烧器上部燃尽风OFA 或二级燃烧),燃料分级(部分燃烧器停运、燃料浓淡分离、燃料再燃烧或三级燃烧),烟气再循环以及低NOx燃烧器。
采用一次燃烧措施控制NOx的排放有效可行。燃煤锅炉排放的NOx可分为三类,分别是燃料型NOx、热力型NOx和快速反应型NOx。其中,快速反应型NOx所占比例很小,燃料性N
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