高溫貧氧燃燒技術(shù)的燃燒特性研究

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1、高溫貧氧燃燒技術(shù)的燃燒特性研究高溫貧氧燃燒技術(shù)的燃燒特性研究1緒論1.1研究背景及意義隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類正面臨著環(huán)境與發(fā)展的雙重壓力。環(huán)境問題的日益嚴(yán)重化以及能源的短缺已逐漸成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。而作為發(fā)展中國家的中國，能源需求急劇增長，環(huán)境問題更是不可抵擋，國民財富大量溢出，對外依存度也越來越高。在未來的10年，中國還將面臨巨大的能源供求缺口。進(jìn)入21世紀(jì)，我國將進(jìn)入快速發(fā)展的軌道，能源問題已成為最令人擔(dān)憂的問題之一。根據(jù)中共十六大戰(zhàn)略部署，我國將在2020年全面建成小康社會，這意味著我國經(jīng)濟(jì)將在高速運行20多年的基礎(chǔ)上，繼續(xù)高速運行10多年，年均增長速將達(dá)到7.2％。高速發(fā)展戰(zhàn)

2、略離不開大量能源的支撐，中國能源需求將急速增長。在能源出現(xiàn)危機(jī)的同時，另一個不可忽視的環(huán)境問題也迅速到來。隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛，環(huán)境也已經(jīng)承受了巨大的壓力，我國現(xiàn)階段的環(huán)境污染已經(jīng)影響到了我國經(jīng)濟(jì)社會的和諧發(fā)展。在面對能源與環(huán)境的雙重壓力下，我們不得不迅速采取有效措施。盡管世界能源前景將隨著可再生能源的發(fā)展而變化，以應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)。但從中期來看，替代能源任然將是主要能源供應(yīng)之外的邊緣化能源。即使到2030年，我們也看不出任何明顯證據(jù)表明石油、天然氣、煤炭將不再占據(jù)主導(dǎo)地位，所以新能源的發(fā)展將是一個逐漸而緩慢的過程?；谝陨系那闆r，那么我們目前解決環(huán)境和能源問題的首要任務(wù)就是提高能效。然而，在提

3、高能效的過程中，技術(shù)扮演著關(guān)鍵角色。技術(shù)創(chuàng)新能夠節(jié)約生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、減少環(huán)境污染。經(jīng)濟(jì)增長受制于能源的有限性，技術(shù)創(chuàng)新大大降低了經(jīng)濟(jì)對能源的依賴性。創(chuàng)新性的技術(shù)投入越來越多地代替了物質(zhì)投入，大大節(jié)省了生產(chǎn)中的物質(zhì)消耗和浪費，有效地緩解了能源不足以及環(huán)境污染對經(jīng)濟(jì)增長的制約作用。由于燃料燃燒是能源消耗的主要途徑，也是環(huán)境污染的主要原因，所以有效地提高燃燒技術(shù)是相當(dāng)重要的。而所研究的高溫貧氧燃燒技術(shù)正是提高燃料燃燒效率的一種新型技術(shù)，這種技術(shù)即可提高傳熱效率，節(jié)省燃料，又能夠抑制NOx44頁第共50頁高溫貧氧燃燒技術(shù)的燃燒特性研究的排放。這點正好證實了技術(shù)對緩解能源短缺和降低環(huán)境污染的

4、重要影響力。1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展1.2.1國外研究進(jìn)展高溫貧氧燃燒技術(shù)是日本學(xué)者田中良一等人于80年代未提出的一種全新概念的燃燒技術(shù),它把煙氣余熱回收與高效燃燒及降低NOx排放等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來,從而實現(xiàn)了極限節(jié)能和極限降低NOx排放量的雙重目的。日本政府為執(zhí)行京都會議所承諾的2010年降低大氣層中6%CO2排放量的指標(biāo),于1993年～1999年間投入180億日元用于開發(fā)研究。至1997年,日本已有800余臺工業(yè)爐窯應(yīng)用了HTAC技術(shù),均達(dá)到了節(jié)能30%以上,NOx排放量下降到0.005%以下的目的。美國、英國、法國、德國、意大利等國正在積極進(jìn)行開發(fā)研究,以加快技術(shù)推廣步伐。其中美國以低

5、NOx為研究方向，先后有眾多科研單位與企業(yè)投入了大量的精力進(jìn)行高溫貧氧燃燒技術(shù)的研究與應(yīng)用工作，形成了具有特色的低氮氧化物噴射燃燒技術(shù)，并先后在至12座工業(yè)爐上應(yīng)用了由“北美制造公司”研制的蓄熱式高溫空氣燃燒器，其中一座玻璃爐，幾座鍛造爐和熱處理爐已正常工作，均取得40%～50%的節(jié)能效果。在一臺大型精密鍛造飛機(jī)部件的鍛造爐上使用了這種新型燃燒器后，不僅節(jié)約了燃料，而且鍛件溫度分布均勻,提高了工件的加工質(zhì)量。英國煤氣公司米德蘭(Midlands)研究所也在長期從事這種意在節(jié)能與降低NOx排放量的蓄熱式燃燒器的研制及應(yīng)用工作。僅英國鋼鐵公司(BSC)現(xiàn)在至少已有6個工廠在使用這項技術(shù),據(jù)有關(guān)

6、資料介紹,這些工廠在使用蓄熱式燃燒器后,與原來所使用的常規(guī)燃燒設(shè)備相比,均能取得較大幅度的節(jié)能效果,其中三個用戶1986年已獲得英國“GEM”(氣體能源管理)獎勵。自高溫貧氧燃燒技術(shù)這個新概念被提出以來,通過世界各國學(xué)者的不斷研究與努力實踐,形成了不同形式的蓄熱式高溫貧氧燃燒技術(shù),并在實際工業(yè)爐上進(jìn)行了推廣應(yīng)用,取得了優(yōu)良的節(jié)能與環(huán)保效果;通過各國學(xué)者對不同形式的高溫貧氧燃燒技術(shù)的實際應(yīng)用情況的總結(jié)與分析,提出一些還有待探索、研究與實踐的問題，具體有:44頁第共50頁高溫貧氧燃燒技術(shù)的燃燒特性研究(1)爐窯熱工參數(shù)與設(shè)計結(jié)構(gòu)之間的定量關(guān)系還需要研究以改善爐窯加熱質(zhì)量。(2)控制系統(tǒng)和調(diào)節(jié)系

7、統(tǒng)還需要進(jìn)一步優(yōu)化,發(fā)展并完善分側(cè)分散換向控制系統(tǒng),提高爐溫與爐內(nèi)氣氛的控制精度,滿足不同物件的加熱工藝要求,充分發(fā)揮蓄熱式工業(yè)爐的節(jié)能與環(huán)保效果。(3)燃?xì)赓|(zhì)量與蓄熱體之間的關(guān)系研究以降低蓄熱式燒嘴的維護(hù)檢修工作和確定合理蓄熱體的材質(zhì)與結(jié)構(gòu),達(dá)到延長蓄熱體壽命與提高煙氣余熱回收效果目的。(4)由于蓄熱式高溫燃燒技術(shù)的應(yīng)用歷史較短,蓄熱式燒嘴與蓄熱式工業(yè)爐的壽命還有待進(jìn)一步考核,同時其安全穩(wěn)定性也需經(jīng)過時間的考核。(5)