科创中国

行业领域

新能源及节能技术

需求背景

燃油锅炉相较于燃煤锅炉在污染物排放、热效率、节能减排等方面具有优势，但其高温燃烧时容易生成较多的氮氧化物等有害气体，随着国家能源结构转型和产业升级，氮氧化物允许排放浓度的标准更是日趋严格，普通的燃油气锅炉产品由于锅炉尾气中的氮氧化物含量不符合新型环保标准，所以需要进行改造。另外，传统锅炉排烟过程的热量高达150～250℃，由于没有加装热能回收装置，导致燃油高温燃烧时产生的余热通过集烟箱排放到空气中，大量的热能直接排放进大气，不仅造成能源的巨大浪费，也对环保有很大的影响，甚至可能会产生安全事故。因此，本项目立项研究燃油锅炉的低氮燃烧及烟气余热回收技术，以解决上述问题。

燃油锅炉在进行能量转换过程中损耗的能量其实是很多的，但是它的余热的利用率却很低，有的燃油锅炉尾部余热温度可以达到上百摄氏度，所以对于燃油锅炉余热的利用具有很大潜力。如果对这部分余热进行合理的利用，不仅可以提高能源的利用率，而且还会减少对环境造成的污染，从而达到节能环保的目的。将燃油锅炉尾部的排烟余热与温差发电技术结合起来，不仅能够有效地产生电能，而且还可以充分地利用锅炉的余热。此外，温差发电技术具有环保、无污染、结构简单、可靠性高等优点，因此，对温差发电技术的研究具有重要的理论和工程应用价值。

需解决的主要技术难题

1、改造低氮燃烧器，可以降低NO 的产生量，但是在使用同一种燃料时，飞灰可燃物升幅也较大，主燃区的温度就会下降较多，煤粉是否着火就被控制并且推迟，并降低着火区的氧量，使得燃烧效率降低。

2、低氮燃烧技术改造后容易产生锅炉过热器减温水量增大的问题，由于煤粉燃烧的过程变长，加上燃尽风的使用，使得炉膛出口的烟气温度变高，这时炉膛的温度变低，炉膛水冷壁的辐射吸热量就会降低，形成对流的受热面的吸热量就会增加，使得过热器减温水量增加。

3、改造后的燃油锅炉容易产生对煤的种类适应性变差的问题，煤种发生变化后，就会打破一开始锅炉的经济指标和环保指标的平衡关系。若使用高热值、高挥发的煤种时，NO 的排放浓度虽略有增加但较易调整控制；若使用的煤种是劣质的或者含的水分较多会稍许减少NO 的排放量，但是比较难控制。

期望实现的主要技术目标

1.脱硫效率控制在50%-80%。

2.燃油锅炉燃烧时的氮氧化物排放量降低至25mg/m³以下。

3.使得燃油在大于1800K温度燃烧时NO的生成速度降低70%。

4.燃油锅炉燃烧的平均热效率在90%以上。

5.提高燃料利用率：>20%

需求解析

解析单位：“科创中国”绿色建材产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2023-09-13

陈雪

桂林电子科技大学

副教授

综合评价

燃料的燃烧过程中会产生部分氮氧化物，氮氧化物对环境与人体都有巨大的伤害。溶于水时会形成酸雨，对建筑物、公用设备有腐蚀作用，也会破坏土壤的酸碱性，对生态环境造成非常大的伤害。合理改进低氮燃烧技术，对燃料进行分级燃烧，降低燃烧过程中氮氧化物的排放是非常有必要的一件事。 燃油锅炉在进行能量转换过程中损耗的能量其实是很多的，但是它的余热的利用率却很低，有的燃油锅炉尾部余热温度可以达到上百摄氏度，所以对于燃油锅炉余热的利用具有很大潜力。如果对这部分余热进行合理的利用，不仅可以提高能源的利用率，而且还会减少对环境造成的污染，从而达到节能环保的目的。将燃油锅炉尾部的排烟余热与温差发电技术结合起来，不仅能够有效地产生电能，而且还可以充分地利用锅炉的余热。此外，温差发电技术具有环保、无污染、结构简单、可靠性高等优点。

查看更多>

处理进度