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1、 作 者 声 明我郑重声明: 本人恰守学术道德， 崇尚严谨学风。 所呈交的学位论文， 是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的结果。 除文中明确注明和引用的内容外， 本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自 撰写，并对所写内容负责。论 文 储 签 名 : 哆 14 文 2 - - 年， I 月尹日华东理工大学 工 程 硕士论 文第 1页D G 1 7 0 -1 0 . 5 / 1 型燃煤锅炉扩能改造后燃烧工况 试验研究.目卜. 曰摘要本文通过对D G 1 7 0 - 1 0 . 5 / 1型燃煤锅炉扩能改造后， 依据炉内 气 流进入自 模化区和边界相似准则，运用等温模
2、化技术对炉内冷态进行试验，研究炉内气流工况及风门档板调节特性，并对炉内三种配 风工况试验进行对比，结果表明:倒宝塔配风工况气流充满度最好 下二次风可有效托住火焰，中、上二次风在煤粉着火耗尽一次风后 能及时混入，炉内 工况稳定， 可改善汽温调节性能。热态试验采用反平衡方法，对燃煤锅炉扩能改造后运行的综合性能进行评价，结果表明:两台锅炉负荷增至1 9 0 T / H .燃烧、水汽等系统运行参数均 正常，采用省煤器、空气预热器交错布置，受热面承压部件、预热 器漏风系数、烟道阻力等均在设计范围之内，影响锅炉热效率的主 要因素为排烟热损失9 z 和固体未完全燃烧热损失9 煤炭用量则下降 近1 % 0能
3、源结构从化石能 源为主转为以 新能源、 可再生能源为主的 这一革命性变革需要一段较长的技术准备和过渡时期。 新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的 任务， 绝非一朝一夕可以实现的， 况且与化石能源相比，目 前非水可再生能源依然昂贵。 预计二十一世纪的上半叶 化石能源在中国 仍将占 主要 地位。 在这段时期中， 将主要依靠高效节能 技术、 洁净煤技术等化石能 源的高效、 洁净开发利用技术， 缓解资源的枯竭， 减少环境污染及温室气体排放， 为迎来能源高 效、 洁净、持续利用的新时代作好准备。提高能效、节约能源可以减少能源需求，保证能源供应， 可以降低能源强度，提高 企业及产品的 竞争
4、力。 提高能效、 节约能 源是最现实、 经济和有效的 减少污染物和 温室 气体排放的途径，也是实 施可持续发展的必 然要求. 我国 节能 技术 落后，节能潜力很大。当前我国 节能工作应从提高热电 转换和终端能 源利用效率为 重点，积极 创造节能与开 发平等竞争的 环境， 推动节能 优先战略的实施。当前中国能源以 煤炭为主， 在一段时间内 这种局面难以改变。 煤炭开发利用中效率低下、 严重污染环境、 排放大量温室气体。 洁净煤技术 ( C C T ) 是指 煤炭开发和利用过程中旨 在减少污染和提高 效率的 煤炭加工、 燃烧、 转化和污染控制 等新技术的 总 称。洁净煤技术的应用在通向 未来能 源
5、的过程中 可大幅度提高煤炭利用效率、 减少污染物排放，并可把煤炭高效地转化为液体、气体燃料， 保障能源安全，华东理工大学 工程硕士论文第 9页因此洁净煤技术是通向未来能源的桥梁。 开发和推广应用洁净煤技术是当前中国能 源可持续发展的必然选择，对以煤炭为主要能源的中国具有极其重要的现实意义。石油、 天然气与煤炭相比是比较洁净的、 温室气体排放较少的化石能源。 我国 在一次能 源消费结构中， 石油、 天然气的比 重与世界平均值相比 约低4 2 个百 分点. 预计， 我国在近些年内石油生产将有所增长， 天然气工业面临蓬勃发展的机遇， 但 我国油气供不应求的矛盾将会长期存在， 能源安全缺泛足够的保证。
6、 因此， 必须重 视发展油气的高效、 洁净开发， 加工和利用技术及油气的替代技术， 并实现产业化， 以确保油气的可靠供应。核电是一种比 较安全、 可靠和有竞争力的新能源， 也是一种现实的可大规模替 代化石能源的基本不排放污染物和温室气体的洁净能源。 发展核电是降 低温室效应 的有效途径。 随着核技术的发展， 先进的压水堆技术将得到发展， 快中子堆在近些 年内可望趋于成熟， 加速器驱动次临界系统的开发可望取得进展， 可控核聚变技术 可望在较长一段时间后取得突破， 半个世纪后可能建成原型示范堆， 核能将作为一 种洁净、 安全可持续利用的能源而得到发展。 从长远看， 国际社会加强温室气体减 排的行动
7、将在一定程度上推动核电的发展。随着温室气体排放收费的建立和增加， 核电的经济竞争力将进一步提高。氢能是理想的清洁高效的二次能源。 随着制氢、 氢能储运及燃料电池技术的发 展， 氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。 氢能系统由氢 的生产、 储运和利用三部分组成。 用太阳能或其它可再生能源制氢， 用储氢材料储 氢， 用氢燃料电 池发电， 将构成近” 零排放” 可持续利用的氢能系统， 可广泛作为分 布式电源。近十年来，质子交换膜燃料电池技术 ( P E M F C )取得了突破，可用于驱 动交通工具， 为氢能替代液体、 气体燃料成为可能。 发展氢能是保证我国能源安全 的现实选择，
8、具有广阔的应用前景。发展可再生能源是二十一世纪减少环境污染和温室气体排放以 及替代化石能 源的必然要求。我国可再生能源资源丰富，具有广阔的开发应用前景。水电是一种基本不排放污染物和温室气体的发电方式。 我国水能资源丰富， 水 力发电 技术己 经成熟， 并广泛应用， 末来大水电 及分布式小水电 均将有较大发 展前 景。生物质能源可作为固体燃料用于发电， 可经生物分解生产沼气， 可通过发酵生 产酒精， 可通过高温快速裂解获得高品位液体、 气体燃料。 在生物质能高效利用新 技术取得进一步突破后，生物质能必将获得更大的发展。我国风力资源丰富， 风力发电技术日甄成熟， 发电成本与油电、 核电已比较接 近
9、， 预计近年内 在政策的 支持下将会得到进一步的发展。太阳能可转化为热能及电能等， 当前光伏发电成本仍然较贵， 在技术上取得进 一步突破、成本进一步降低后具有广阔发展前景。地热能、海洋能等可因地制宜分布式地进行开发利用.化石能源高效、 洁净开发技术对提高资源勘探程度、 资源采收率、 开发非常规 能源资源和提高企业及产品竞争力具有现实的意义。 运用高分辨率数字地震勘探技 术， 三元复合驱采油技术、 煤层气开发技术及高效机电一体化煤炭开采技术等先进 技术可提升传统能源产业，使之成为用先进技术武装起来的有竞争力的产业。先进能源技术的研究、 开发和产业化应紧紧围绕我国能源工业面临的挑战， 以 保证能源
10、安全， 提高竞争力及减少环境污染为目标;以提高能效、发展核能、 新能 源和可再生能源及化石能源高效、 洁净开发利用为重点， 以适应我国能源可持续发第 1 0页华东理工大学 工 程 硕 士论 文展过程的 近期及长远需要。2 . 3合理利用能源、保护生态环境一直到2 0 世纪中叶， 人类才开始认识到， 由 于长期经济、 社会发展中 采用 不适当的生 产与消费方式， 尤其是在全球工业化过程中过度地消 耗地球上的自 然资 源， 不加治 理的 大量排放污染物质的生产方式和高度消费的生活方式， 造成全球生 态和环境的污染， 严重阻碍着经济的 发展和人民 生活质量的提高， 继而威胁着全 人 类的未来生存与发
11、展。中国是一个能源生产与消费大国， 也是一个以煤为主要能源的国家。 能源 的大量开发利用， 引 起了 严重的 环境问 题。 随 着国民 经济的发展， 能 源消 耗带 来的 环境污染将会越来越严重。 中国在发展经济的过程中 不能选择发达国家走过的先污 染后治 理的发展之路， 而是要根据中国国 情， 走出 一条具有中国 特色的 环境保护之 路。2 . 3 . 1 节能是 今后的一项长期的 根本性 任务中国人口 众多， 能源资源相对匾乏。 随着中国经济的快速发展和人民生活 水平的不断提高， 中国年人均能源消费量将逐年增加， 但常规能源资 源尤其是 石油 和天然气相对不足，是中国经济、社会可持续发展的
12、一个限制因素。目 前中国的能源生产和消费基本上是平衡的， 但未来中国能源供需的缺口 将越来越大。 据预测， 在采用先进技术、推进节能、 加速可再生能源开发利用以及 依靠市场力量 优化资源配置的 条件下，2 0 1 。 年约缺能8 %， 到2 0 4 0 年将短缺2 4 % 左右。考虑到中国近年来能源消费总量有减少的迹象以及现行的节能措施， 未来 年份中国能 源消费年均增长2 . 8 %( 国内生 产总 值年均增长率为7 %，能 源消费 弹 性系数为0 . 4 ) 的速度推算， 2 0 0 0 , 2 0 0 5 , 2 0 1 0 , 2 0 1 5 , 2 0 4 0 年中国 能 源消费 总
13、量 分别为1 4 . 4 , 1 6 . 5 , 1 8 . 9 , 2 1 . 7 和4 3 . 4 亿吨标准煤。即使按照以 上增长， 到2 0 4 0 年中国能 源消费总量仍将大大超过国内 外能源专家的预测值 ( 中国工 程院的 专家预 测， 到2 0 4 0 年中国的能源消费量应在3 0 亿吨标准煤左右。因此，中国今后的能 源消费年均增长率必须大幅度降低! 而且应越来越低， 到2 0 4 0 降到零增长。 可见， 国民 经济的发展和人民生活水平的 提高都只能 走高 效利用能 源的 节能 型之路。八十年代以来，中国节能工作取得了显著成效。1 9 8 1 年一1 9 9 9 年，中国 经济
14、保持快速增长 ( 年均增长9 . 7 yo)， 而能 源消费的 增长速度 ( 年均增长4 . 6 Y 6 ) 却远 低于经济的 增长 速度。 在过去的2 0 年里，按国内 生产总 值计算，中国累 计 共 节约能 源9 1 5 亿吨标准煤， 单位国内生 产总值耗下降了6 0 % 左右， 节能率达4 . 5 %, 相当 于减排粉尘1 2 0 0 万吨， 减排灰渣2 . 5 亿吨， 减排二氧化硫1 9 0 0 万吨， 减排二 氧化碳4 . 2 亿吨，节能同时也成为中国 环保和减排温空气体的有效措施，即 使如此， 中国的 节能潜力仍然具有很大空间。 一是产品能 耗高。 中国 主 要用能 产品的 单位产
15、品能 耗比 发达国 家高2 5 -9 0 ， 加权平均高4 0 % 左右。 中国国 内 企 业主要耗能产品的单耗， 落后的与先进的相差1 -4 倍。 经对1 5 个行业节能 潜 力的 分析， 近期技术措施节能潜力约1 亿吨 标准煤. 二是产值能耗高. 中国的 产值 能 耗是世界上最高的国 家之一。 产值能 耗高即 单位能 耗创产值低， 中国每公斤 标准 煤能 源产生的国内生产总值为0 . 3 6 美元，日 本为5 . 5 8 美元;法国为3 . 2 4 美元;华东理工大学工程硕士论文第 1 1页韩国为1 . 5 6 美元; 印度为0 . 7 2 美元; 世界平均值为1 . 8 6 美元， 日
16、本是中国的1 5 . 5 倍， 法国是中国的9 倍; 世界平均值是中国的5 . 2 倍; 韩国是中国的4 . 3 倍; 连印 度也是中国的2 倍 ( 注:这里有汇率、能源结构、气候条件等不可比因素).经测 算， 通过产业结构调整、产品结构调整、降低高能耗行业的比重、增加高附加值产 品的比重以及居民生活用能优质化等措施， 近期国民经济产值能耗节能潜力达3 亿 吨标准煤左右。因此中国“ 十五” 期间总的节能潜力约为4 亿吨标准煤， 到2 0 1 5 年中国节能潜力约为9 亿吨标准煤。“ 十五” 期间，中国国内生产总值年均增长率计划为7 . 0 % 左右， 如果能源 消费弹性系数按0 . 3 8 -0 . 4 2 计算，年均节能率按4 . 0 -4 . 4 %计算，总节能量将达 到3 . 0 -3 . 6 亿吨标准煤 ( 注: 此为累计节能量。其中通过固定资产投资、 技术进 步， 形成的节能能力约1 . 0 -1 . 5 忆吨标准煤左右， 其余为结构调整带来的节能量。 定比节能量将达到3 . 3 -4 . 0 亿吨标准煤) 。 每万元国
