论文题目：耦合污染物减排及余热利用的层燃锅炉能效评价研究
摘要：面向超净排放和深度节能需求,我国工业层燃锅炉正在推进污染物减排及余热回收改造,但目前缺乏适合中国国情且经济合理的技术路线评价研究,需要针对锅炉能效与污染物排放的协调问题给出科学的系统评价方法。本文调研、分析了现有锅炉大气污染物治理技术路线,通过现场实验和工程设计计算研究层燃炉炉内低氮燃烧与效率、炉内大气污染物控制与尾部烟气治理匹配及低温烟气余热回收的关键问题,建立综合考虑经济性及能耗的层燃炉系统评价方法。针对系统的评价方法,建立了层燃炉脱硝系统、除尘系统、脱硫系统及余热回收系统的关键数学模型,针对不同的工况,确定了四种系统的关键数学参数,如脱硫系统的液气比等。探究了在三种排放标准下,四个系统资源、能源消耗的计算方法,并基于资源、资源消耗计算结果,可对脱硫系统的经济性及能耗进行能效评价。其中脱硝系统使用低氮燃烧、SNCR、SCR技术及其两者之间的耦合技术,除尘系统使用布袋除尘、电袋复合除尘及湿式电除尘技术,脱硫系统以石灰石法、生石灰法及氧化镁法为重点研究对象,余热回收系统使用直接接触式换热技术。针对NOx减排方面,通过现场实验,探究得到了层燃炉低氮燃烧改造与锅炉燃烧效率的关系:研究结果表明,低氮燃烧改造平均可提升锅炉效率1%~1.5%。将锅炉效率折算为经济性及能耗指标,并基于脱硝系统能效评价体系,研究结果表明,层燃炉低氮改造的经济必要性较强,例如在达标排放标准下,低氮燃烧技术相比SNCR技术,年平均少耗费250万元。针对除尘系统,进行了能效评价,结果表明,布袋除尘系统经济性最佳,相比电袋、湿电除尘方式,每年可节省55万元除尘费用,且在锅炉运行负荷84%以下时,能耗最小。针对脱硫系统,进行了能效评价研究,对单台116MW层燃炉,研究结果表明:在本文设定的脱硫剂价格基础上,针对三种排放标准,生石灰法脱硫经济性最优;氧化镁法脱硫方式电耗最少,至少节省电耗20 tce左右;在不同的排放标准下,三种脱硫成本随含硫量变化的曲线存在交点。针对烟气余热回收,建立了层燃炉余热回收系统设计计算流程,并基于此对系统的经济性及能耗进行评价。系统的经济性及能耗指标与烟气进口温度、锅炉负荷呈正相关关系,与烟气出口温度呈负相关关系,对单台116 MW层燃炉,余热回收系统的净收益可达100~250万元/年。
关键词：层燃炉;污染物减排;余热回收;综合评价
学科专业：动力工程（专业学位）
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外脱硝技术研究现状
1.2.2 国内外脱硫技术研究现状
1.2.3 节能节水技术的研究现状
1.2.4 燃煤电厂超低排放经济性研究现状
1.3 国内外文献综述的简析
1.4 研究内容
第二章 系统经济性及能耗评价方法
2.1 引言
2.2 系统经济性评价方法
2.2.1 脱硝系统经济性评价方法
2.2.2 除尘系统经济性评价方法
2.2.3 脱硫系统经济性评价方法
2.2.4 余热回收系统经济性评价方法
2.3 系统能耗评价方法
2.3.1 脱硝系统能耗评价方法
2.3.2 除尘系统能耗评价方法
2.3.3 脱硫系统能耗评价方法
2.3.4 余热回收系统能耗评价方法
2.4 敏感性分析
2.5 本章小结
第三章 脱硝现场实验及系统能效评价研究
3.1 技术路线
3.2 低氮燃烧改造现场实验研究
3.2.1 现场取样方法及样品分析方法
3.2.2 低氮燃烧改造对燃烧效率的影响
3.2.3 低氮燃烧改造后灰渣含碳量沿炉排方向的变化
3.3 脱硝系统的能源资源消耗评价
3.4 脱硝系统的经济性评价
3.4.1 达标排放标准
3.4.2 特别排放标准
3.4.3 超净排放标准
3.5 脱硝系统的能耗评价
3.5.1 达标排放标准
3.5.2 特别排放标准
3.5.3 超净排放标准
3.6 本章小结
第四章 除尘系统及脱硫系统的能效评价研究
4.1 除尘系统的经济性评价
4.2 除尘系统的能耗评价
4.3 脱硫系统介绍
4.3.1 技术路线
4.3.2 系统介绍
4.4 脱硫系统的能源资源消耗评价
4.4.1 锅炉运行负荷的影响
4.4.2 燃煤含硫量的影响
4.5 脱硫系统的经济性评价
4.5.1 锅炉运行负荷的影响
4.5.2 燃煤含硫量的影响
4.6 脱硫系统的能耗评价
4.6.1 锅炉运行负荷的影响
4.6.2 燃煤含硫量的影响
4.7 小结
第五章 层燃炉烟气余热回收系统能效评价研究
5.1 余热回收系统介绍
5.1.1 技术路线
5.1.2 系统介绍
5.2 系统经济性评价
5.2.1 烟气入口温度的影响
5.2.2 烟气出口温度的影响
5.2.3 锅炉负荷的影响
5.2.4 能源资源价格的影响
5.3 系统能耗评价
5.3.1 烟气入口温度的影响
5.3.2 烟气出口温度的影响
5.3.3 锅炉负荷的影响
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢