国际高温空气燃烧技术现状及发展
高温气冷堆的发展综述
第23卷第5期2006年10月现 代 电 力M odern Electric Pow erV o l 23 N o 5O ct 2006文章编号:1007 2322(2006)05 0070 06 文献标识码:A 中图分类号:T M623,T L424高温气冷堆在我国的发展综述符晓铭,王 捷(清华大学核能与新能源技术研究院,北京 100084)摘 要:高温气冷堆采用全陶瓷型包覆颗粒燃料元件,以石墨为慢化剂和堆芯结构材料,以氦气为冷却剂。
高温气冷堆主要特点是具有固有安全性,经济性好,发电效率高,工艺热应用广泛,如可核能制氢等。
国际核能界通过几种先进堆型的综合评估,认为高温气冷堆很有潜力成为第四代核能系统的优先发展堆型之一。
本文简要介绍了高温气冷堆的主要技术特性,综述了高温气冷堆在我国的发展情况。
在国家的大力支持和有关部门的有力领导下,我国高温气冷堆的产业化进程将不断向前推进。
关键词:高温气冷堆;第四代核能系统;氦气透平直接循环;核能制氢0 引 言能源是国民经济的基础产业,是国民经济发展的动力,能源技术发展与经济和社会的发展紧密相关。
随着我国经济持续稳定的发展,能源需求日益增长,能源已成为我国经济、社会发展的重要制约因素。
由于能源资源量的限制和环境问题突出,迫切要求发展清洁安全的替代能源。
核能是一种可以大规模替代化石燃料的清洁能源。
从我国的能源供求情况来看,核能在21世纪中将在我国能源体系中发挥重要作用[1]。
积极发展核能是增加能源供给和改善环境污染的重要途径之一,对保障国家能源安全、调整能源结构、发展高效清洁能源、保护环境等将产生深远影响。
发展我国核能,必须立足于研发先进的核能系统。
按照目前国际上被广泛接受的观点,已有的核能系统被划分为三代: 20世纪50年代到60年代初世界上建造的第一批原型核电站;20世纪60年代到70年代世界上大批建造的单机容量在600~1400M W的标准型核电站,它们构成了目前世界上运行的430多座核电站的主体;!20世纪80年代开始发展,旨在90年代开始投入市场的改进型轻水堆核电站。
高温低氧燃烧(HTAC)技术在套筒窑上的应用
◎董卫东高温低氧燃烧（HTAC ）技术在套筒窑上的应用前言：高温低氧燃烧（HTAC ）技术是20世纪90年代以蓄热式燃烧技术为基础开发并在国外开始推广使用的一项全新环保节能燃烧技术。
该技术通过两项技术手段来实现：一是采用蓄热式烟气余热回收装置，将助燃空气预热到800以上，最大限度地回收高温烟气显热，实现余热的极限回收；二是控制燃烧区氧的浓度在15%~2%以内，达到燃烧过程NOx 的最低排放。
其燃烧基本原理是将燃料喷射到一种高温低氧的助燃剂中进行混合和燃烧。
高温低氧燃烧这概念中，高温是指参与燃烧反应的助燃剂温度高(一般>800℃)，低氧是指助燃剂中氧气的浓度低(一般<15%)。
套筒式竖窑又名环形套筒窑，是上世纪60年代初德国贝肯巴赫-威尔曼斯特勒公司（BECKENBACH WARMESTELLE GMBH ）发明的，与瑞士麦尔兹双膛竖窑同属世界上先进的石灰窑型，其主要特点是在窑内设置上、下两个内套筒，利用上、下内套筒与窑壳形成一个环形空间，并在窑壳外设置有蓄热式燃烧室，利用内筒与窑壳之间由异型耐火砖组合成的上、下拱桥将热量传递至环形空间内，通过拱桥的间错布置实现热量的均匀分布，石灰石原料自上而下在环形空间内经过预热、煅烧、冷却形成冶金石灰。
本文从高温低氧燃烧（HTAC ）技术特性以及套筒窑的工艺特点入手，对比分析了高温低氧燃烧技术所需条件与现有套筒窑工艺的结合的可行性。
一、高温低氧燃烧（HTAC ）技术理论分析按照燃烧学中理论燃烧温度的定义，实际理论燃烧温度的计算公式可表示为：T th 为理论燃烧温度；Ｑf 为燃料燃烧的化学热，kJ；L n 为实际空气消耗量，m 3；C a 为空气的平均比热容，kJ （/m 3·K ）；t a 为空气的预热温度，K；C f 为煤气的平均比热容，kJ （/m 3·K ）；t f为煤气的预热温度，K；C cp 为燃烧产物在tcp 温度下的平均比热容，kJ （/m 3·K ）；V n 为燃烧产物量，m 3。
低热值燃料稳定燃烧的研究现状与进展
低热值燃料稳定燃烧的研究现状与进展赵黛青1 夏 亮1,2 何立波1(1.中国科学院广州能源研究所,广州510640;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘 要:随着经济的持续发展,我国的能源需求不断增加。
即便煤炭产量以及石油进口量都在不断刷新也难以保障能源的安全供给。
因此,节约能源,扩大可利用的能源资源范围,对我国的经济建设极为重要。
低热值燃料的应用能提高能源利用效率,但其热值低,稳定燃烧难以控制,需要在组织燃烧场、拓展可燃极限、稳定燃烧方面争取技术突破。
本文将低热值燃烧技术分成两类进行了综述,一类是优化着火条件,一类是优化燃烧场结构,并介绍了国内外的一些低热值燃料燃烧实例,探讨了这方面的应用基础研究和技术开发现状。
关键词:低热值燃料 稳燃技术 燃烧特性 燃烧稳定性R esearch and Development of Stable CombustionUsing Low H eat V alue FuelZHAO Daiqing1 XIA Liang1,2 HE Libo1(1.G u angzhou Institute of E nergy Conversion,CAS,G u angzhou510640;2.G radu ate School of Chinese Academy of Sciences,B eijing100049)Abstract:The energy requi rement has been i ncreasi ng w ith the conti nuous development of the econom y of our count ry.It is dif f icult to assure the energy supplement saf ely even though the coal production and the pet roleum i m port quantity are conti nuously ref reshed.Theref ore,savi ng energy and ex tend2 i ng the available energy resource are essentially i m portant f or the econom y development.U tiliz ation of the f uel w ith low heat val ue is hel pf ul to i ncrease the energy ef f iciency.However,stable com bus2 tion is dif f icult to f ulf ill due to the low heat val ue.B reakthrough i n the organiz ation of the com bus2 tion f low f iel d,ex tension of the f lam m able li m it and com bustion stabiliz ation are necessary.In2 cl udi ng i nt roduction of technology applied i n Chi na and other count ries,review is given f rom the f ollow i ng t w o poi nts of view i n this paper:opti m izi ng the f uel ignition condition and com bustion f iel d st ruct ure,w hich can provi de the gui deli ne f or the f uel com bustion w ith low heat val ue.K ey w ords:low heat val ue f uel,technology of stabilizi ng com bustion,com bustion characteristic, stability of combustion前言我国是一个以煤为主的能源消费大国,化石燃料大量消费带来的污染物和温室气体排放给生态环境造成严重损害,以煤为主的单一能源结构也面临能源资源紧缺的巨大挑战。
热风炉的优势与发展趋势提升冶炼效率的重要工具
热风炉的优势与发展趋势提升冶炼效率的重要工具热风炉是一种常用的冶炼设备，它利用高温空气，通过燃烧来加热冶炼材料。
随着冶炼技术的不断发展，热风炉在提高冶炼效率、降低能耗以及保护环境方面发挥着重要作用。
本文将重点介绍热风炉的优势以及未来的发展趋势。
一、热风炉的优势1. 提高冶炼效率热风炉采用的高温空气可以迅速将冶炼材料的温度提升到所需温度，从而大大缩短了冶炼时间。
与传统的加热方式相比，热风炉具有更高的传热效率，能够更快速地将热量传递给冶炼材料，提高了冶炼效率，减少了生产周期。
2. 降低能耗热风炉采用的高温空气是通过燃烧产生的，燃烧过程中释放的热量可以很好地利用起来。
相比传统的冶炼方式，热风炉能够更充分地利用能源，减少能源的浪费，降低了冶炼过程的能耗。
3. 环保节能热风炉采用的是燃烧的方式来产生高温空气，相对于传统的冶炼方式，燃烧产生的废气排放量更少，减少了对环境的污染。
同时，由于热风炉的高效能耗，降低了能耗，减少了对能源的需求，起到了环保节能的作用，符合现代工业的可持续发展要求。
二、热风炉的发展趋势1. 自动化技术应用随着科技的不断进步，自动化技术在热风炉上的应用越来越广泛。
自动化控制系统可以实现对热风炉的全面监控和控制，提高了冶炼过程的稳定性和可控性。
通过自动化技术，可以精确调节热风炉的温度、氧气含量等参数，进一步提高冶炼效率。
2. 节能降耗技术推广热风炉在冶炼过程中的能源消耗是一个重要的方面。
为了降低冶炼过程中的能耗，需要推广应用节能降耗技术。
例如，热风炉中可以加装节能装置，如余热回收装置，将热风炉排出的高温烟气中的热能利用起来，降低排气温度，提高能源利用效率。
此外，还可以采用优化设计，减少热量损失，提高能源利用效率，进一步降低能耗。
3. 绿色环保要求不断提升随着社会对环境保护意识的增强，绿色环保要求在热风炉的发展中变得越来越重要。
在设计和制造热风炉时，需要充分考虑减少废气、废水和固体废物的排放，采用清洁燃烧技术，减少对环境的污染。
蓄热燃烧技术的应用
蓄热燃烧技术的应用蓄热燃烧技术是基于蓄热室的概念回收废气的余热，实现余热极限回收和助燃空气的高温预热，达到节能效果。
蓄热室最早发明于1858年，主要用在玻璃熔炉、平炉、熔铝炉等工业路上。
自20世纪70年代能源危机后，节能降耗得到各个国家的重视，蓄热式燃烧技术由于能够最大限度地回收出炉烟气的热量，大幅度地节约燃料、降低成本，同时还能减少CO2和NO x的排放量。
因此，该技术在国际上被称为二十一世纪的关键技术之一。
1.蓄热式燃烧器九十年代至今, 美、日、英等国开发出蓄热式燃烧器，并不断加以发展完善，实现了高效节能与低污染排放，现已成功地应用于加热炉、热处理炉、锻造炉等工业炉上。
蓄热式燃烧器是一种集燃烧器、换热器、排烟功能为一体的新型燃烧器，主要通过蓄热体，利用烟气热量将空气预热至高温，很大地提高热能利用率；同时又采用了分级燃烧和烟气回流技术，减少了燃烧污染的排放量。
蓄热式燃烧器主要有陶瓷蓄热室、燃料喷口、高温空气喷口、绝热管道、换向阀等组成。
燃烧器喷口既是火焰入口又是烟气排出口。
蓄热室大多紧靠在燃烧器上，蓄热体材料的主要成分是氧化铝，一般采用直径为十几毫米的陶瓷球。
近来已发展采用蜂窝陶瓷体作为蓄热体，蜂窝陶瓷蓄热体比陶瓷球蓄热体具有更大的比表面，蓄热效率更高。
蓄热式燃烧器必须成对安装，两个为一组。
其中包括两个相同的燃烧器，两个蓄热器、一套换向阀门和配套控制系统。
如图1所示。
A烧嘴工作时，燃料和空气由A 烧嘴喷入,燃烧生成的火焰加热物料，高温烟气进入B烧嘴，并通过辐射、对流传热将热量传给蓄热体，烟气温度降低到200℃以下经过换向阀排出。
然后换向工作，冷空气通过B烧嘴的蓄热室后，已含热量的蓄热体再以对流换热为主的方式将空气预热至高温(一般空气预热温度与排烟入口温度仅差50～150 ℃)，而使传热蓄热体被冷却。
换向阀一般以30～200s的频率进行切换，使两个蓄热体处于蓄热与放热交替工作状态，周而复始地运行。
燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术进展
燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术进展目录一、内容概要 (2)1.1 燃气轮机发展现状 (3)1.2 轴向贫燃分级燃烧技术的重要性 (4)1.3 研究目的及价值 (5)二、燃气轮机基本原理与结构 (6)2.1 燃气轮机基本概念 (7)2.2 燃气轮机组成及工作原理 (8)2.3 燃气轮机分类 (9)三、轴向贫燃分级燃烧技术概述 (10)3.1 轴向贫燃分级燃烧定义 (11)3.2 轴向贫燃分级燃烧技术特点 (12)3.3 轴向贫燃分级燃烧技术应用 (13)四、燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术研究进展 (14)4.1 国内外研究现状 (15)4.2 主要研究成果及突破 (16)4.3 存在问题及挑战 (17)五、燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术应用实践 (19)5.1 工业应用现状 (20)5.2 典型案例分析 (20)5.3 应用效果评估 (22)六、燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术发展趋势及前景 (23)6.1 技术发展趋势 (24)6.2 推广应用前景 (25)6.3 未来研究方向 (26)七、结论与建议 (28)7.1 研究结论 (29)7.2 建议与展望 (30)一、内容概要本文综述了燃气轮机轴向贫燃分级燃烧技术的最新进展，重点介绍了该技术在提升燃烧效率、降低污染物排放和增强设备稳定性方面的关键革新。
在燃烧效率方面，轴向贫燃分级燃烧技术通过精确控制燃料与空气的混合比例，实现了更高效的能量转化过程。
与传统燃烧方式相比，该技术能够以更少的燃料输入获得相同或更高的输出功率，从而降低了燃料消耗和运行成本。
在减少污染物排放方面，轴向贫燃分级燃烧技术通过降低燃烧过程中的氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）的生成量，有效减轻了对环境的负担。
该技术还通过降低燃烧温度和氧含量，进一步减少了有害气体的排放。
在增强设备稳定性方面，轴向贫燃分级燃烧技术通过优化燃烧室内的气流结构和火焰传播特性，提高了燃烧器的抗热冲击能力和耐久性。
这使得燃气轮机在长时间运行过程中能够保持稳定的性能，减少了因燃烧不稳定导致的安全隐患。
低氮燃烧技术
引言我国能源构成以煤炭为主，消耗量占一次能源消费量的76%左右。
随着经济的快速发展，煤耗的增加，燃煤造成的大气污染日趋严重，特别是燃煤烟气中的氮氧化物（NO x），是大气污染的主要污染物之一。
氮氧化物NO x会破坏臭氧层，从而改变紫外线到达地面的强度；臭氧层的变化还会引起气候的变化，进而影响到整个生态环境；空气中的氮氧化物NO x还是产生酸雨的重要来源，酸雨对生态环境的影响已经广为人知，它使得土壤和水源酸化，影响农作物的生长；现代科学也已经证实人类许多疾病的产生也与空气中氮氧化物NO x有着直接的关系。
在大气污染控制方面，氮氧化物NO x控制技术研究和应用是目前继二氧化硫控制技术后的又一重要研究课题，其中氮氧化物NO x的生成机理对氮氧化物NO x控制技术的发展有着重要的意义。
世界发达国家对氮氧化物NO x污染的研究起步较早，已有相应的控制技术在工业上得到应用。
我国对大气污染特别是对氮氧化物NO x的研究开始的时间不长，与世界发达国家的水平还有一定的差距，特别是在工业应用方面，我国才刚刚起步，因此高效的氮氧化物NO x控制技术以及其在工业上的广泛应用将对我国大气污染的控制起到重要的作用。
我国NO x排放量目前已超过一千万吨，城市大气中NO x污染也十分严重，并存在着发生光化学烟雾的危险。
随着国民经济发展、人口增长、城市化进程的加快，未来中国NOX排放量将继续稳步增长。
若不采取进一步的排放控制措施，到2020年，中国NOX排放总量将可能达到2363-2914万t，超过美国成为世界第一大NOX排放国。
到2030年，火力发电贡献率将达45%左右，交通运输贡献率超过30%。
我国对NO x排放和污染的控制已开始提到议事日程，1995年修订的《大气法》中已明确提出“企业应当逐步对燃煤产生的氮氧化物采取控制的措施”，目前实施的“一控双达标”中也要求重点城市环境空气氮氧化物浓度2000年要达标。
但目前均未对NO x排放总量控制和污染源达标排放提出要求，“一控双达标”对NO x是不配套的。
氨燃料发动机研究现状及发展趋势
氨燃料发动机研究现状及发展趋势以氨燃料发动机研究现状及发展趋势为题，本文将探讨氨燃料发动机的相关研究进展和未来发展方向。
第一部分：引言氨燃料发动机是一种新型的动力装置，它以氨作为燃料，通过燃烧产生能量驱动发动机运转。
相比传统燃料，氨具有环保、高效、可再生等特点，因此备受关注。
本文将介绍氨燃料发动机的研究现状和未来发展趋势。
第二部分：研究现状2.1 氨燃料发动机的基本原理氨燃料发动机的基本原理是将氨气与空气混合后，在高温条件下发生燃烧，产生高温高压气体驱动发动机运转。
氨的燃烧产物为氮气和水蒸气，不会产生二氧化碳等温室气体，具有环保优势。
2.2 氨燃料发动机的关键技术氨燃料发动机的关键技术包括氨气的储存与供应、氨气的混合与燃烧、氨气的排放处理等方面。
目前，研究人员主要关注氨气的储存与供应技术，以及氨气的混合与燃烧技术，以提高发动机的效能和可靠性。
2.3 氨燃料发动机的研究进展近年来，氨燃料发动机的研究取得了一些突破性进展。
研究人员通过改进氨气的储存与供应系统，提高了氨燃料的可用性。
同时，优化氨气的混合与燃烧过程，提高了发动机的燃烧效率和动力输出。
一些实验和模拟结果表明，氨燃料发动机具有较高的热效率和低的污染排放。
第三部分：发展趋势3.1 提高氨燃料的储存与供应技术氨气的储存与供应技术仍是氨燃料发动机研究的瓶颈。
未来的研究方向是开发新型的氨气储存材料和供应系统，提高氨燃料的储存密度和供应稳定性。
3.2 优化氨燃料的混合与燃烧过程氨气的混合与燃烧过程对发动机的性能影响重大。
未来的研究方向是深入理解氨气的混合与燃烧机理，优化燃烧系统的设计，提高发动机的燃烧效率和动力输出。
3.3 发展适应不同用途的氨燃料发动机氨燃料发动机的应用领域广泛，包括汽车、船舶、飞机等。
未来的研究方向是针对不同用途开发适应性强的氨燃料发动机，以满足不同领域的需求。
3.4 探索氨燃料发动机与其他能源的混合应用氨燃料发动机与其他能源的混合应用是未来的发展方向之一。
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国际高温空气燃烧技术现状及发展
随着全球经济的发展以及能源需求的增加，高温空气燃烧成为节
能降耗的新技术之一。
高温空气燃烧技术可以利用空气中的氧和其他
气体，达到不同的燃烧温度和技术要求，大大提高燃烧速率和煤焦比。
目前，国际上关于高温空气燃烧技术的研究主要集中在燃烧理论和特
性诊断，特别是CFD（计算流体动力学）模拟、热控制和燃烧器的设计和诊断等方面。
此外，现代燃烧器还增加了若干实际应用研究，如燃
烧传感器的研究和应用，以及多种污染物在实际燃烧系统中的控制等。
在未来发展中，高温空气燃烧技术将在控制污染物和研究气体燃
烧性能等方面发挥越来越重要的作用，设计高性能燃烧及燃烧传感器
以及燃烧器系统综合性能模型也是研究前沿。
同时，可再生替代能源
在新型高温空气燃烧技术的发展中也起着越来越重要的作用，采取科
学的节能策略以及有效管理能源消费可以有效降低能耗。