1、電站煤粉爐的多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)電站煤粉爐的多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)國內(nèi)外研究綜述煤炭是我國最主要的能源，有 80% 的煤炭是通過燃燒被利用的。 目前，我國煤炭年產(chǎn)量大約為 24 億噸，煤炭產(chǎn)量的 50% 以上是被我國大大小小的電廠或熱電廠所消耗， 而這些電廠中大多數(shù)是一些效率低， 煤耗高，污染嚴重的中小型電廠。因此，如何組織好煤炭的合理燃燒，開發(fā)和推廣高效低污染的燃燒技術(shù)， 是直接關(guān)系到國民經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的重大課題， 尤其是在我國提出了“十一五”期間實現(xiàn)節(jié)能減排 20% 的目標后，對低效率電站鍋爐的節(jié)能減排技術(shù)的研究就顯得更為重要了。在煤炭燃燒的過程中噴水蒸汽 （水）的強化燃燒技術(shù)，即本

2、課題提出的多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)，經(jīng)過一些專家學者的研究和實踐證明， 是一種簡單易行， 能提高鍋爐燃燒熱效率， 減少煤耗和降低污染的好方法。噴水蒸汽（水）對燃燒的影響如下： （1）部分碳與水蒸汽反應，生成水煤氣。 （2）水煤氣反應使部分的表面反應變成容積反應， 更能充分利用爐內(nèi)空間。（3）水煤氣反應可以形成以氫為活化核心的鏈鎖反應，使化學反應速度加快。 （4）使細煤粒粘結(jié)， 可減少飛灰中可燃物含量， 提高燃燒效率并減少污染。（5）含水蒸汽的空氣導熱比干空氣快， 可使煤粒局部降溫， 從而使灰層裂開或剝落。這些影響對于煤的燃燒起到了積極作用，主要是提高了燃燒效率， 減少了機械不完全燃燒損失和化學不

3、完全燃燒損失。 但是，不能忽視的是在爐膛內(nèi)如果噴水的話會有一定的副作用，如水汽化會吸熱，降低燃燒溫度，同時還會增加排煙熱損失， 而副作用必須控制在允許的范圍內(nèi)。考慮到減少吸熱， 爐膛內(nèi)噴水蒸汽比噴水為優(yōu)。由于水蒸汽的分子量小于CO2 和 O2 分子量，其擴散速率較快，故更易于碳反應，提高碳物質(zhì)的消耗速度， 避免了析碳現(xiàn)象， 減少了煙塵量；同時，噴水或水蒸汽會降低爐膛內(nèi)的溫度，在不影響爐膛內(nèi)燃燒狀況的前提下， 溫度的降低可以抑制熱力 NOx 的生成，從而減輕了對周圍大氣的污染，實現(xiàn)高效低污染的清潔燃燒。噴水蒸汽（水）強化燃燒技術(shù)在現(xiàn)有300 多臺工業(yè)鍋爐上實用表明，節(jié)能和環(huán)保效益明顯。其具體技術(shù)

4、指標為：熱效率調(diào)高約 5% 以上，節(jié)煤約 10% 以上，煙塵排放量下降 24% ，林格曼黑度下降 50% ，有害氣體也有所下降。只是國內(nèi)外還沒關(guān)于該項技術(shù)應用于電站煤粉爐的報告，但是在這么多工業(yè)鍋爐技術(shù)改造成功的經(jīng)驗指導下，我們有理由相信， 若把該項技術(shù)應用于一些效率低， 煤耗高，污染嚴重的中小型電站煤粉鍋爐，其經(jīng)濟、環(huán)保效益將是非常明顯的。主要研究內(nèi)容1、噴入水蒸汽（水） M （kgH2O/kgcoal）值的最佳選擇范圍對于電站鍋爐多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)， 其關(guān)鍵運行參數(shù)則為水蒸汽（水） M 值， M 值過大，會使燃燒溫度過低，影響煤的燃燒，甚至會熄爐； M 值過小，又有可能起不到使沒強化燃

5、燒、提高燃燒效率的作用。而 M 值又與燃燒煤種、過量空氣系數(shù)、 燃燒條件及本身結(jié)構(gòu)等許多因素有關(guān)，但是要得出 M 與這四個因素的具體表達式是相當困難的， 因此可以通過理論分析和實驗研究，考慮其主要影響因素， 利用熱平衡的方法求得 M 值，對于工業(yè)層燃爐，有研究表明M 值的范圍為 8%-10% ，而對于電站煤粉爐，國內(nèi)還沒有這方面的研究， 但可以通過類似的方法求得 M 值的最佳選擇范圍。2、噴入水蒸汽（水）的配送方式及參數(shù)的選擇水蒸汽（水）噴入爐膛內(nèi)主要是和煤粉顆粒發(fā)生水煤氣反應， 同時還有擾動空氣動力場的作用以延長煤粉顆粒在爐膛內(nèi)的停留時間， 以便煤粉的燃燒完全。為了能使水蒸汽（水）到達煤粉最

6、集中的主燃區(qū)以便發(fā)生水煤氣反應， 同時還要能加強爐膛內(nèi)高溫煙氣的擾動， 就要考慮水蒸汽（水）噴嘴的位置、噴射的角度、噴嘴的射程、流速、壓力、以及主要霧化參數(shù)對鍋爐效率的影響，從而確定膜汽節(jié)能減排裝置的結(jié)構(gòu)。3、加噴蒸汽后對爐膛溫度的影響水蒸汽（水）噴入爐膛時，射流沿程會吸收熱量，導致局部溫度降低，同時當水蒸汽（水）到達主燃區(qū)時會與高溫的煤粉發(fā)生水煤氣反應，這會使爐膛主燃區(qū)溫度升高 30-60 ，因此要研究水蒸汽（水）噴入后對整個爐膛溫度場的影響，從而可以分析水蒸汽（水）噴入后對煤粉燃燒效率的影響。4、加噴水蒸汽（水）后對鍋爐熱效率的影響提高鍋爐熱效率是加噴水蒸汽 （水）強化燃燒技術(shù)的主要目的，

7、 因此我們可以通過調(diào)節(jié)各種可改變的因素（噴入水蒸汽（水） M 值、噴嘴的位置、噴射的角度、噴嘴的射程、流速、壓力、霧化參數(shù)），測試鍋爐熱效率的變化，從而可以確定選擇怎樣的參數(shù)組合可以最大限度的提高鍋爐的熱效率，并最終確定膜汽節(jié)能減排裝置的結(jié)構(gòu)。主要創(chuàng)新點、先進性1、多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)應用于效率低，煤耗高，污染嚴重的中小型電站煤粉鍋爐是該類型鍋爐節(jié)能減排的創(chuàng)新， 它大大提高了該類型鍋爐的熱效率，并降低了煙塵類污染物的排放量。2、多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)拓寬了中小型電站煤粉爐節(jié)能減排改造的途徑， 尤其在我國提出了“十一五”期間節(jié)能降耗 20% 的背景下，一些中小型電廠可以選擇這種技術(shù)進行煤粉爐的

8、改造。3、國內(nèi)尚未出現(xiàn)利用該原理對電站煤粉爐進行綜合改造的項目， 屬于原創(chuàng)型技術(shù)， 市場應用前景廣闊。研究方法和技術(shù)路線1、研究方法本項目的研究方法是以前期的理論分析以及結(jié)構(gòu)設(shè)計為主導，后期主要結(jié)合現(xiàn)場電站鍋爐的膜汽節(jié)能減排技術(shù)的改造， 改變各種主要的技術(shù)參數(shù)，然后可測定爐膛的溫度場， 通過鍋爐的運行狀況計算出鍋爐的熱效率， 可以得出一組甚至多組比較理想的技術(shù)參數(shù)的組合， 然后就可以改進膜汽裝置的結(jié)構(gòu)， 最終得出更為優(yōu)化的膜汽裝置的設(shè)計。2、研究技術(shù)路線進行理膜汽節(jié)能減排電站鍋爐安設(shè)定膜汽裝置運行鍋爐以及膜汽各項技術(shù)測量熱效率及各項技術(shù)最終確定膜汽裝置結(jié)主要技術(shù)指標項目研究的主體目標為： 通過實施期的理論和實踐改造研究， 開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的電站煤粉鍋爐的多相流膜汽節(jié)能減排技術(shù)， 并應用于具體的電站鍋爐， 實現(xiàn)節(jié)能減排的目標， 開創(chuàng)中小型電站鍋爐節(jié)能減排的新方法。 其主要技術(shù)指標為：1） 膜汽