冷凝式燃气锅炉的节能与环保特性研究

【摘要】：随着我国对环保的日益重视,燃煤供热锅炉正逐渐被燃用清洁能源的天然气锅炉所替代。由于燃气锅炉的排烟温度一般在130～200℃,含有大量烃的天然气燃烧产生的烟气中含有大量的水蒸气,水蒸气中大量的潜热随烟气排出,这部分热损失是相当大的。自从20世纪70年代研制出第一台能够回收烟气中水蒸气潜热的冷凝式锅炉以来,很多国家对冷凝式锅炉进行了技术开发及实验研究。目前,在我国对冷凝式锅炉的研究还处于起步阶段,出于提高能源使用效率,节约能源和减少排放的考虑,我国也必然会采用冷凝式燃气锅炉来增加我国能源可持续性发展的竞争力。 首先,本文归纳了冷凝式燃气锅炉排烟热损失的计算方法,研究了燃气种类、锅炉排烟温度、过量空气系数、燃烧用空气湿度和温度以及供热系统对冷凝式燃气锅炉节能特性的影响,获得了排烟热损失与排烟温度、过量空气系数、燃烧用空气湿度及温度的关系曲线;建立了炯分析方程,利用一组测试数据比较了冷凝式燃气锅炉与普通燃气锅炉的炯效率和热效率。 其次,本文研究了增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉的节能特性的影响,获得了增氧体积份额与排烟热损失的关系曲线;分析了增氧体积份额对供热季节效率和引风机能耗的影响。研究了增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉运行经济性的影响,获得了基于不同增氧体积份额和排烟温度下经济的天然气—氧气价格比。 最后,本文分析了烟气冷凝净化机理,提出了有害气体最大理论体积浓度减排量和吸收率的计算模型,研究了冷凝式燃气锅炉的环保特性。建立了采暖季锅炉有害气体排放量的计算模型。以北京一个供暖面积为10000m~2的建筑为例,比较了该建筑采用燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉和冷凝式燃气锅炉供暖时,一个采暖季飞灰量、SO_2和CO_2的排放量,结果表明冷凝式燃气锅炉具有最佳的环保竞争力。 【关键词】：排烟热损失 冷凝式 燃气锅炉 增氧燃烧 环保 节能
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK229.8
【目录】：

• 主要符号表8-11
• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 研究的背景及意义14-16
• 1.2 冷凝式燃气锅炉的发展现状16-19
• 1.3 冷凝式燃气锅炉的节能与环保研究现状19-22
• 1.3.1 国外研究状况19-21
• 1.3.2 国内研究状况21-22
• 1.4 本文研究的内容22-24
• 第二章 燃气燃烧特性及冷凝液质量的计算24-33
• 2.1 燃气燃烧计算及烟气的热物性24-29
• 2.1.1 燃气的燃烧计算24-26
• 2.1.2 烟气热物性参数26-29
• 2.2 冷凝液质量的计算29-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第三章 冷凝式燃气锅炉的节能特性研究33-50
• 3.1 冷凝式燃气锅炉热效率的计算33-35
• 3.1.1 正平衡法33-34
• 3.1.2 反平衡法34-35
• 3.2 冷凝式燃气锅炉的节能特性研究35-42
• 3.2.1 燃气种类对排烟热损失的影响35-36
• 3.2.2 排烟温度对排烟热损失的影响36-38
• 3.2.3 过量空气系数对排烟热损失的影响38-39
• 3.2.4 供热系统对排烟热损失的影响39-40
• 3.2.5 燃烧空气的参数对排烟热损失的影响40-42
• 3.3 冷凝式燃气锅炉的烟分析42-48
• 3.3.1 烟分析方程的建立43
• 3.3.2 烟的计算方法43-45
• 3.3.3 烟分析45-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉节能特性的影响50-64
• 4.1 增氧燃烧的概述50-55
• 4.1.1 增氧燃烧的工作区域50-51
• 4.1.2 增氧燃烧的方式51-53
• 4.1.3 增氧燃烧的火焰温度53
• 4.1.4 增氧燃烧对NO_x排放量的影响53-55
• 4.2 增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉的节能特性的影响55-61
• 4.2.1 增氧体积份额对烟气露点温度的影响55-56
• 4.2.2 增氧体积份额对水蒸气冷凝率的影响56
• 4.2.3 增氧体积份额对排烟热损失的影响56-57
• 4.2.4 增氧体积份额对供暖系统季节效率的影响57-59
• 4.2.5 增氧体积份额对锅炉引风机能耗的影响59-61
• 4.3 增氧燃烧对冷凝式燃气锅炉运行经济性的影响61-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 冷凝式燃气锅炉的环保特性研究64-79
• 5.1 锅炉大气污染物及其危害64-66
• 5.1.1 烟尘64-65
• 5.1.2 二氧化硫65
• 5.1.3 氮氧化物65-66
• 5.1.4 二氧化碳66
• 5.2 冷凝式燃气锅炉的环保特性研究66-73
• 5.2.1 有害气体的净化机理66-68
• 5.2.2 有害气体最大理论净化效果68-73
• 5.3 冷凝式燃气锅炉的环保竞争力73-77
• 5.3.1 暖季锅炉有害气体排放量的计算方法73-75
• 5.3.2 减排效果比较75-77
• 5.4 本章小结77-79
• 第六章 总结和需要进一步研究的问题79-81
• 6.1 总结79-80
• 6.2 需要进一步研究的问题80-81
• 参考文献81-84
• 附录 184-85
• 附录 285-86
• 附录 386
• 附录 486
• 附录 586-87
• 附录 687
• 附录 787-88
• 附录 888-89
• 附录 989-90
• 附录 1090-91
• 附录 1191-92
• 附录 1292-93
• 附录 1393-94
• 攻读学位期间发表的学术论文94-96
• 致谢96

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