热量回收系统设计文献综述

 2023-11-08 09:11

文献综述

1、课题现状和发展趋势

2012年,乌鲁木齐市政府为治理大气污染开展了“煤改气”工程,到2014年已实现天然气供暖的全城覆盖,2015年乌鲁木齐市空气质量达标天数313天,空气治理效果显著。“煤改气”工程是惠及民生大气污染治理的“蓝天工程”,但也带来了一些问题。“煤改气 ”后,乌鲁木齐天然气使用量从2012年的5亿 增长至2015年的27.5亿 ,天然气使用量巨大;同时乌鲁木齐天然气的供气源中90%以上来自中亚管输天然气,天然气使用对外依存度高。因此,如何高效使用天然气是急需解决的问题[1]。排烟余热回收技术运用在天然气锅炉上,可以提高锅炉热效率,从而减少天然气的使用量,并且具有节水、环保的优点。传统的烟气余热回收设备虽然回收了部分热量,但未考虑热量回收和热量利用之间的匹配问题,导致回收的热能形式达不到可利用的标准,回收的热量不能直接使用[2-4]

燃气锅炉作为重要的能源利用设备, 相对于燃煤锅炉 ,有着热能利用率高、烟气中污染成分———烟尘、NOx、TSP(碳黑悬浮物 )、CO排放低的优点[5]。但是,在通常的燃气锅炉上 ,其排烟温度依然高达 200 ~ 250 ℃,其中蕴含了大量的热量, 该热量约占燃料高位热值总热量的 20%, 如烟气直接排入大气 ,热量的浪费依然很可观。另一方面,部分燃气中存在少量的S,燃烧后生成 SO2,同时在高温燃烧过程中空气中的 N与O相结合 ,产生NOx,在某些条件下燃烧还会产生少量 TSP。因此针对传统的燃气锅炉进行排烟热量回收装置的研究和开发,将是十分有意义的工作[6]。

在锅炉尾气处理过程中, 并不是所有的时刻都是额定功率下运行,尾气的排放量和排放温度都在动态变化,所以当要对尾气中的热量进行回收利用的时候, 就要对燃气锅炉动尾气进行动态的监控[7]。 基于这样的需求,动态余热回收系统是在原有回收方式基础上,采用动态回收系统,既可保证锅炉排烟系统的正常运行, 又可以实现尾气废热的最大化利用[8]。

对城市废弃物进行焚烧处理、回收其焚烧所释放的热量是对能源开发利用的一个亮点。城市废弃物焚烧,就是将城市垃圾进行高温处理,在 800 ~1000℃的焚烧炉炉膛内,垃圾中的可燃成分和有机成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应,放出热量,转化为高温的燃烧气和少量残渣[9-11]。高温的燃烧气通过一定的程序可为城市供暖、发电;性能稳定的残渣可用于制做水泥、建筑材料等。而且,经过高温焚烧,垃圾中的细菌、病菌被彻底消灭,带恶臭的氨气和有机质废气被高温分解[12]。因此,焚烧法能以最快速度实现垃圾无害化、稳定化、资源化的最终处理目标。但是城市生活垃圾成分复杂,含水量较高,发热值较低,其组成会随着季节的变化和收集地点的不同而有很大差异,如何实现垃圾稳定安全良好地焚烧和余热的有效回收是一个重要问题。

2、课题的意义和价值

能源是国民经济增长和社会发展必不可少的物质基础[13]。民用锅炉的大量使用,产生了大量携带高温的尾气,从未导致大量的废热浪费[14]。 从节能减排的角度出发,对这部分废热加以回用。 余热回收系统应用的重点为余热回收器形式的选择与余热回收的最终用途两方面。 实际设计中,由于余热回收系统可利用余热量的不同, 其适宜的余热最终用途及余热回收器形式都有所不同[15-17]。

在我国人们采暖、供热、生产都离不开锅炉,锅炉的出现改变了人们的生活水平,提高了环境的质量。在我国锅炉仍以煤炭为主,煤具有发热量高的优点,因而在工业生产普遍使用煤炭作燃料[18]。随着我国经济快速的发展,工业中对煤的需求与日俱增,但煤的储量毕竟是有限的,人类终有一天会把煤炭用尽。因此加强能源利用,节省煤炭消耗是摆在我们眼前的首要问题[19]。为了给子孙后代提供更加美好的环境,因此我们当代人必须加强能源利用,节约资源,保护环境,开发新能源已是历史发展的必然趋势[20]。

参考文献:

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