发布时间：2022-10-20 23:30:44
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的循环流化床锅炉论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
中图分类号: TK223文献标识码：A
引言
中国不仅是一个生产煤的国家也一个燃煤的大国，根据中国的国情，中国在未来很长一段时间也主要能源以煤炭为主，这是我们长期的基本国情，但随着中国电力工业的不断发展和人们需求的不断提高，中国的煤炭消费总量将继续通过燃烧煤炭来发电在短期内是不会改变。但燃煤会带来环境污染和生态破坏，据统计，二氧化硫排放量为中国的总金额突破20万吨，居世界第一位，其中二氧化碳排放量来自煤炭燃烧85 ％ ，带来我们严重危害。因此，循环流化床燃烧技术，这是一种比较成熟的，高效率，低污染清洁技术，可以适应不同煤的来源，浓度较低的污染物排放，具有良好的负载调节性能，对煤的利用率大大的提高。目前，中国的未来很重视环境，较大的燃烧煤发电厂负荷调节范围增大，多种的煤源以及环保和燃煤之间的矛盾，使我国将首选高效低污染的循环流化床锅炉作为新型燃煤技术。
1、锅炉的概述
它的结构简单，紧凑，与传统的粉煤炉型差不多，锅炉由燃烧设备、煤炭设备，床点火装置、分离并返回给料装置、冷却系统、过热器、省煤器、空气预热器、钢结构主体、平台扶梯、炉壁等组成。布风板和密相区炉内部采用高强度耐磨可塑料; 水冷壁外墙采用敷管炉墙结构，外加外护板。高温旋风分离器，水平烟道和尾部烟道炉壁使用轻型炉墙、护板结构。根据循环流化床锅炉，炉室、高温旋风分离器部位使用高强度耐磨塑料，高强度耐磨砖，以确保锅炉运行安全可靠的运行。
2、锅炉启动调试
（1）锅炉调试重要性：锅炉启动调试是全面检验主机及其配套设备的设计、制造、安装、调试和生产准备工作的质量的重要环节，是保证今后锅炉安全、可靠、经济运行的一个重要程序。通过启动调试应达到如下目的：检验锅炉、辅机、控制系统等设备的安装质量；确保管道内表面清洁、管道内无杂物；初步了解锅炉和主要辅机等设备的运行特性；检验锅炉控制系统、保护系统的合理性和可靠性；初步检验锅炉和辅机满负荷运行能力；发现锅炉和辅机等存在的重要缺陷，以便及时采取有效的措施；同时也培训了有关运行人员对设备性能的了解及运行的初步调整，为试生产和商业运行打好基。
（2）锅炉整体启动前的准备：锅炉整体启动试运前，应已完成各系统主要设备的分部调试外，还须完成锅炉的水压试验，烘炉，冷态空气动力特性试验，清洗锅炉本体，蒸汽管道吹扫，锅炉点火试验，锅炉安全阀整定，辅机联锁保护试验，锅炉主保护试验等主要工作。冷态启动前，通常按调试大纲、运行规程及锅炉使用说明书，对锅炉本体及其汽水系统、烟风系统、燃烧系统，有关的辅机、热控、化学水处理设备以及现场环境等进行全面检查，以满足 锅炉安全启动条件。
3、循环硫化床锅炉的优点：
优点：由于循环硫化床锅炉独特的流体动力特性和结构，使其具备有许多独特的优点，以下分别加的简述。
1、燃料适应性：这是循环流化床锅炉主要特性优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的1%-3%，其它是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气、固和固与固体燃料混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被此速加热至高于看火温度，而同时床层温度没有明显降低，只要燃料热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量。循环流化床锅炉既可用优质煤，也可烧用各种劣质煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油页岩、石油焦、炉渣树皮、废木料、垃圾等。
2、燃烧效率高：循环流化床锅炉的燃烧效率要比链条炉高得可达97.5-99.5%，可与煤粉炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为下述特点：气、固混合良好，燃烧速率高，特别是对粗粉燃料，绝大部分未燃尽的燃料被经过高温旋风分离器再循环至炉膛再燃烧，同时，循环流化床锅炉能在较宽的运行变化范围内保持较高的燃烧效率，甚至燃用细粉含量高的燃料时也是如此。
3、高效脱硫：循环流化床锅炉的脱硫比其它炉型更加有效，典型的循环流化床锅炉脱硫可达90%。与燃烧过程不同，脱硫反应进行得较为缓慢，为了使氧化钙（燃烧石灰石）充分转化为硫酸钙，烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂有充分长的接触时间和尽可能大的反应面积。当然，脱硫剂颗粒的内部并不能完全反应，气体在燃烧区的平均停留时间为3-4秒钟，循环流化床锅炉中石灰石粒径通常为0.1-0.3mm，无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率，循环流化床锅炉都比其他锅炉优越。
4、氮氧化物（NOX）排放低：氮氧化物排放低是循环硫化床锅炉一个非常吸引人的一个特点。运行经验表明，循环流化床锅炉的二氧化氮排放范围为50-150PPM或40-120mg/mJ。NOX排放低的原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成NOX，二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化NOX，并使部分已生成NOX得到还原。
5、循环流化床锅炉的发展
2003 年按照国家科委的要求，国内三大锅炉制造厂家和七大设计院联合引进法国ALSTOM 公司Velizy 200 MW～350 MW 等级的循环流化床（Circulating Fluid Bed,CFB）锅炉技术。CFB 锅炉的主要特点有：外置式换热器的运用、π 型炉膛和扩展水冷壁受热面的应用、高效旋风分离器的设计和大口径钟罩式风帽的应用等。经过制造厂和设计院对引进技术的推广应用，四川白马电站于2005 年12 月整套机组启动并网发电，相继在开远、秦皇岛、小龙潭、蒙西、等机组投产运行，在借鉴引进技术的基础上，三大锅炉制造厂总结分析引进技术的成功经验和工程中存在的不足并进行改进，形成具有自主知识产权的300MW CFB 锅炉技术，结合与中科院联合设计的200MWCFB 锅炉的实验研究结果进行放大设计，提出以燃烧低质、高灰分的劣质燃料，特别是以煤矸石为主，以节能为重点的针对性设计方案。在充分发挥CFB 锅炉燃烧技术优越性的前提下，力求系统简单可靠，降低厂用电耗。在CFB 锅炉设计时充分考虑防磨损技术措施，以提高CFB 锅炉可靠性，提升CFB 锅炉在运行时的经济效益和环保效益，发挥CFB 锅炉对燃料适应性强、可燃烧低热值燃料、锅炉负荷适应性好、蓄热能力强、运行稳定、炉内脱硫、脱硝和脱硫工艺系统简单、二氧化硫和氮氧化物排放量达到国家标准、与煤粉炉相比可减少脱硫和脱硝系统的投资和运行成本的优势。目前已投运的粤电云浮电厂300 MW CFB 锅炉运行稳定，整台机组运行达到了设计要求，运行人员熟悉掌握了CFB 锅炉的运行特点，经过现场对CFB 锅炉的改进和提高，机组的可靠性和经济效益大幅度提升。
6、结束语
循环流化床锅炉燃料适用范围广，特别适用各种劣质燃料，包括选煤厂副产品、工业废料、生活垃圾、各种低热值污泥、生物废渣、以及多种混合燃料等。不同的循环流化床锅炉对燃料适应性差别也很大，直接影响到锅炉运行的稳定性、可靠性、经济性。所以锅炉启动调试是全面检验主机及其配套设备的设计、制造、安装、调试和生产准备工作的质量的重要环节，是保证今后锅炉安全、可靠、经济运行的一个重要程序。
参考文献
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关键词：烟气脱硫 二氧化硫 干法
前言：我国的能源以燃煤为主，占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧，煤燃烧过程中产生严重污染，如烟气中CO2是温室气体，SOx可导致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元凶之一，同时在一定条件下还可破坏臭氧层以及产生光化学烟雾等。总之燃煤产生的烟气是造成中国生态环境破坏的最大污染源之一。中国的能源消费占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全国总排放量的87%。中国煤炭一年的产量和消费高达12亿吨，SO2的年排放量为2000多吨，预计到2010年中国煤炭量将达18亿吨，如果不采用控制措施，SO2的排放量将达到3300万吨。据估算，每削减1万吨SO2的费用大约在1亿元左右，到2010年，要保持中国目前的SO2排放量，投资接近1千亿元，如果想进一步降低排放量，投资将更大[1]。为此1995年国家颁布了新的《大气污染防治法》，并划定了SO2污染控制区及酸雨控制区。各地对SO2的排放控制越来越严格，并且开始实行SO2排放收费制度。随着人们环境意识的不断增强，减少污染源、净化大气、保护人类生存环境的问题正在被亿万人们所关心和重视，寻求解决这一污染措施，已成为当代科技研究的重要课题之一。因此控制SO2的排放量，既需要国家的合理规划，更需要适合中国国情的 低费用、低耗本的脱硫技术。
烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工艺特点主要分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
湿法脱硫是采用液体吸收剂洗涤SO2烟气以脱除SO2。常用方法为石灰/石灰石吸收法、钠碱法、铝法、催化氧化还原法等，湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。但由于湿法烟气脱硫技术具有投资大、动力消耗大、占地面积大、设备复杂、运行费用和技术要求高等缺点，所以限制了它的发展速度。
干法脱硫技术与湿法相比具有投资少、占地面积小、运行费用低、设备简单、维修方便、烟气无需再热等优点，但存在着钙硫比高、脱硫效率低、副产物不能商品化等缺点。
自20世纪80年代末，经过对干法脱硫技术中存在的主要问题的大量研究和不断的改进，现在已取得突破性进展。有代表性的喷雾干燥法、活性炭法、电子射线辐射法、填充电晕法、荷电干式吸收剂喷射脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿法、烟气循环流化床技术、炉内喷钙循环流化床技术等一批新的烟气脱硫技术已成功地开始了商业化运行，其脱硫副产物脱硫灰已成功地用在铺路和制水泥混合材料方面。这一些技术的进步，迎来了干法、半干法烟气脱硫技术的新的快速发展时期。
传统的石灰石/石膏法脱硫与新的干法、半干法烟气脱硫技术经济指标的比较见表1。表1说明在脱硫效率相同的条件下，干法、半干法脱硫技术与湿法相比，在单位投资、运行费用和占地面积的方面具有明显优势，将成为具有产业化前景的烟气脱硫技术。
本文主要论述了喷雾干燥法、活性炭法、电子射线辐射法、填充电晕法、荷电干式吸收剂喷射脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿法、烟气循环流化床技术、炉内喷钙循环流化床技术等几种干法烟气脱硫技术和近几年研究出来的几项半干法烟气脱硫技术及其各种方法在工业方面的应用情况及今后的发展方向。
1、喷雾干燥法烟气脱硫技术
喷雾干燥法烟气脱硫技术是一项发展最成熟的烟道气脱硫技术之一。该技术采用了旋转喷雾器，投资低于湿法工艺，在全世界范围内得到广泛应用，在西欧的德国、意大利等国家利用较多。对中高硫燃料的SO2脱硫率能达到80-90%。
该技术的基本原理是由空气加热器出来的烟道气进入喷雾式干燥器中，与高速旋转喷嘴喷出的充分雾化的石灰、副产品泥浆液相接触，并与其中SOX反应，生成粉状钙化合物的混合物，再经过除尘器和吸风机，然后再将干净的烟气通过烟囱排出，其反应方程式为：
该技术一般可分为吸收剂雾化、混合流动、反应吸收、水汽蒸发、固性物的分离五个阶段，与其它干燥技术相比其独特之处就在于吸收剂与高温烟气接触前首先被雾化成了细小的雾滴，这样便极大增加了吸收剂的比表面积，使得反应吸收及传热得以快速进行。其工艺流程如图1所示【3】。该技术安装费用相对较低，一般是同等规模的石膏法烟气脱硫系统的70%左右。但存在着石灰石用量大、吸收剂利用率低及脱硫后的副产品不能够再利用的难题，故该技术意味着要承担双倍的额外费用，即必须购买更多的石灰石和处理脱硫后的副产品，然后还要将其中的一部分花钱倒掉。
2、活性炭吸附法烟气脱硫技术
采用固体吸附剂吸附净化SO2是干法净化含硫废气的重要方法。目前应用最多的吸附剂是活性炭，在工业上应用已较成熟。其方法原理为：活性炭对烟气中SO2的吸附过程中及有物理吸附又有化学吸附，当烟气中存在着氧气和水蒸气时，化学反应非常明显。因为活性炭表面对SO2与O2的反应有催化作用，反应结果生成SO3，SO3 易溶于水而生成硫酸，从而使吸附量比纯物理吸附时增大许多。
物理吸附过程：
化学吸附过程：
吸附SO2 的活性炭，由于其内、外表覆盖了稀硫酸，使活性炭吸附能力下降，因此必须对其再生。再生的方法通常有洗涤再生和加热再生两种，前者是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再将活性炭进行干燥；后者是对吸附有SO2 的活性炭加热，使炭与硫酸发生发应，使H2 SO4还原为SO2，富集后的SO2可用来生产硫酸。
其工艺流程为：对活性炭再生的方法不同，其反应的工艺流程也不同，一般采用加热再生法流程和洗涤再生法流程。洗涤再生法是用水洗出活性炭微孔中的硫酸，再对活性炭进行干燥。加热再生法是对吸附SO2 的活性炭进行加热，使炭与硫酸发生反应，将H2SO4又还原为SO2，富集后的SO2可用来生成硫酸[4]。
该方法的优点是吸附剂价廉，再生简单；缺点是吸附剂磨损大，产生大量的细炭粒被筛出，再加上反应中消耗掉一部分炭，因此吸附剂成分较高，所用设备庞大[5]。
3、电子射线辐射法烟气脱硫技术
电子射线辐射法是日本荏原制作所于1970年着手研究，1972年又与日本原子能研究所合作，确立的该技术作为连续处理的基础。1974年荏原制作所处理重油燃烧废气，进行了1000Nm3/h规模的试验，探明了添加氨的辐射效果，稳定了脱硫脱硝的条件，成功地捕集了副产品和硝铵。80年代由美国政府和日本荏原制作所等单位分担出资在美国印第安纳州普列斯燃煤发电厂建立了一套最大处理高硫煤烟气量为24000Nm3/h地电子束装置，1987年7月完成，取得了较好效果，脱硫率可达90％以上，脱硝率可达80％以上。现日本荏原制作所与中国电力工业部共同实施的“中国EBA工程”已在成都电厂建成一套完整的烟气处理能力为300000Nm3/h的电子束脱硫装置，设计入口SO2浓度为1800ppm，在吸收剂化学计量比为0.8的情况下脱硫率达80％，脱硝率达10％[6]。
该法工艺由烟气冷却、加氨、电子束照射、粉体捕集四道工序组成，其工艺流程图如图2所示。温度约为150℃左右的烟气经预除尘后再经冷却塔喷水冷却道60～ 70℃左右，在反应室前端根据烟气中SO2及NOX的浓度调整加入氨的量，然后混合气体在反应器中经电子束照射，排气中的SO2和NOX受电子束强烈作用，在很短时间内被氧化成硫酸和硝酸分子，被与周围的氨反应生成微细的粉粒（硫酸铵和硝酸铵的混合物），粉粒经集尘装置收集后，洁净的气体排入大气[7]。
脱硫、脱氮反应大致可分为三个过程进行，这三个过程在反应器内相互重叠，相互影响：
a)在辐射场中被加速的电子与分子/离子发生非弹性碰撞，或者发生分子/离子之间的碰撞生成氧化物质和活性基团。
烟气中含有O2、H2O、N2、CO2、SO2、NO、NO2等成分，当电子束照射烟气时，在辐射场中被加速的电子与烟气中气体分子如O2及水分子发生非弹性碰撞，生成具有化学反应活性的活性基团或氧化性物质，可表示为：
b)活性基团与气态污染物发生反应。
活性基团或氧化性物质氧化烟气中的SO2生成SO3，可表示为：
生成的SO3和高价态氮氧化物与水反应生成H2SO4和HNO3。
c)硫酸铵和硝酸铵的生成。
生成的H2SO4和HNO3与加入的NH3进行中和反应，分别生成硫酸铵和硝酸铵微粒，荷电后被捕集。此外，还可能有尚未反应的SO2和NH3，SO2与NH3反应生成硫酸铵。反应为：
该工艺能同时脱硫脱硝，具有进一步满足我国对脱硝要求的潜力；系统简单，操作方便，过程易于控制，对烟气成分和烟气量的变化具有较好的适应性和跟踪性；副产品为硫铵和硝铵混合肥，对我国目前硫资源缺乏、每年要进口硫磺制造化肥的现状有一定的吸引力，但在是否存在SO2污染物转移、脱硫后副产物捕集等问题上有待进一步讨论。另外厂耗电力也比较高[8]。
4、填充式电晕法烟气脱硫技术
填充式电晕法是近几年发展起来的一项新技术，该方法设备简单、操作简便、投资是电子束法的60%，因此成为国际上干法脱硫的研究前沿。填充式电晕法脱硫原理为：在高压电晕放电的情况下，由于电场的作用，在烟气中形成大量的非平衡态等离子体。在高能电子的碰撞下，烟气中的HO2、O2、SO2等气体分子活化、裂解或电离，产生大量氧化性强的活化基团，如： OH·、HO2 ·、O、O3、O2+、O2*等。电晕电场的存在源源不断的提供了这些离子的来源。而SO2在其中发生一系列的气体等离子体化学反应，反应过程相对复杂。总体上是在这些基团的作用下，最终使二氧化硫氧化成三氧化硫【9】。
反应途径主要如下：
其实验流程图如图1所示。反应原料气由空气和二氧化硫混合配置而成，经流量计进入反应器进行处理，在反应器前后各设置一个采样口，用大气采样器同时进行采样。采样的样品用碘量法测定其浓度。
5、荷电干式吸收剂喷射脱硫系统（CDSI）
荷电干式吸收剂喷射脱硫系统（CDSI）是美国最新专利技术，它通过在锅炉出口烟道喷入干的吸收剂（通常用熟石灰），使吸收剂与烟气中的SO2 发生反应产生颗粒物质，被后面的除尘设备除去，从而达到脱硫的目的。干式吸收剂喷射是一种传统技术，但由于存在以下两个技术问题没能得到很好的解决，因此效果不明显，工业应用价值不大。一个技术难题是反应温度与滞留时间，在通常的锅炉烟气温度（低于200℃）条件下，只能产生慢速亚硫酸盐化反应，充分反应的时间在4秒以上。而烟气的流速通常为10～15m/s，这样就需要在烟气进入除尘设备之前至少有40～60m的烟道，无论从占地面积还是烟气温度下降等方面考虑均是不现实的。另一个技术难题是即使有足够长的烟道，也很难使吸收剂悬浮在烟气中与SO2发生反应。因为粒度再小的吸收剂颗粒在进入烟道后也会重新聚集在一起形成较大的颗粒，这样反应只发生在大颗粒的表面，反应概率大大降低；并且大的吸收剂颗粒会由于自重的原因落到烟气的底部，对于传统的干式吸收剂喷射技术来说，这两个技术难题很难解决，因此脱硫效率低，很难在工业上得到应用[10]。
CDSI系统利用先进技术使这两个技术难题得到解决，从而使在通常烟气温度下的脱硫成为可能。其荷电干式吸收剂喷射系统包括一个吸收剂喷射单元 、一个吸收剂给料系统（进料控制器，料斗装置）等。吸收剂以高速流过喷射单元产生的高压静电晕充电区，使吸收剂得到强大的静电荷（通常是负电荷）。当吸收剂通过喷射单元的喷管被喷射到烟气流中时，由于吸收剂颗粒都带同一符号电荷，因而相互排斥，很快在烟气中扩散，形成均匀的悬浮状态，使每个吸收剂粒子的表面都充分暴露在烟气中，与SO2完全反应机会大大增加，从而提高了脱硫效率，而且吸收剂粒子表面的电晕还大大提高了吸收剂的活性，降低了同SO2完全反应所需的滞留时间，从而有效地提高了SO2的去除效率。工业应用结果表明：当Ca/S比为1.5左右时，系统脱硫效率可达60％～70％。
除提高吸收剂化学反应速率外，荷电干吸收剂喷射系统对小颗粒的粉尘的清除也有帮助，带电的吸收剂粒子把小颗粒吸附在自己的表面，形成较大颗粒，提高了烟气中尘粒的平均粒径，这样就提高了相应除尘设备对亚微米级颗粒的去除效率。
荷电干式吸收剂喷射脱硫系统的优点为投资小、收效大、脱硫工艺简单有效、可靠性强；整个装置占地面积小，不仅可用于新建锅炉的脱硫，而且更适合对现有锅炉的技术改造；CDSI是纯干法脱硫，不会造成二次污染，反应生成物将与烟尘一起被除尘设备除去后统一运出出厂外。其缺点是对脱硫剂要求太高，一般的石灰难以满足其使用要求，而其指定的可用石灰则售价过高，限制了其推广。
6、炉内喷钙尾部增湿烟气脱硫技术
炉内喷钙尾部增湿也作为一种常见的干法脱硫工艺而被广泛应用。虽然喷钙尾部增湿脱硫的基本工艺都是将CaCO3粉末喷入炉内，脱硫剂在高温下迅速分解产生CaO，同时与烟气中的SO2反应生成CaSO3。由于单纯炉内喷钙脱硫效率往往不高（低于20％～50％），脱硫剂利用率也较低，因此炉内喷钙还需与尾部增湿配合以提高脱硫效率。该技术已在美国 、日本、加拿大和欧洲国家得到工业应用，是一种具有广阔发展前景的脱硫技术。目前，典型的炉内喷钙尾部增湿脱硫技术有美国的炉内喷钙多级燃烧器（LIMB）技术、芬兰的炉内喷石灰石及氧化钙活化反应（LIFAC）技术、奥地利的灰循环活化（ARA）技术等，下面介绍一下LIFAC技术[11]。
LIFAC脱硫技术是由芬兰的Tampella公司和IVO公司首先开发成功并投入商业应用的该技术是将石灰石于锅炉的800℃～1150℃部位喷入，起到部分固硫作用，在尾部烟道的适当部位（一般在空气预热器与除尘器之间）装设增湿活化反应器，使炉内未反应的CaO和水反应生成Ca(OH)2，进一步吸收SO2，提高脱硫率。
LIFAC技术是将循环流化床技术引入到烟气脱硫中来，是其开创性工作，目前该技术脱硫率可达90％以上，这已在德国和奥地利电厂的商业运行中得到实现。
LIFAC技术具有占地小、系统简单、投资和运行费用相对较、无废水排放等优点，脱硫率为60％～80％；但该技术需要改动锅炉，会对锅炉的运行产生一定影响。我国南京下关电厂和绍兴钱清电厂从芬兰引进的LIFAC脱硫技术和设备目前已投入运行。
7、炉内喷钙循环流化床反应器烟气脱硫技术
炉内喷钙循环流化床反应器脱硫技术是由德国Sim-mering Graz Pauker/Lurgi GmbH公司开发的。该技术的基本原理是：在锅炉炉膛适当部位喷入石灰石，起到部分固硫作用，在尾部烟道电除尘器前装设循环流化床反应器，炉内未反应的CaO随着飞灰输送到循环流化床反应器内，在循环硫化床反应器中大颗粒CaO被其中湍流破碎，为SO2反应提供更大的表面积，从而提高了整个系统的脱硫率[12]。
该技术将循环流化床技术引入到烟气脱硫中来，是其开创性工作，目前该技术脱硫率可达90％以上，这已在德国和奥地利电厂的商业运行中得到证实。在此基础上，美国EEC(Enviromental Elements Corporation)和德国Lurgi公司进一步合作开发了一种新型烟气的脱硫装置。在该工艺中粉状的Ca(OH)2和水分别被喷入循环流化床反应器内，以此代替了炉内喷钙。在循环流化床反应器内，吸收剂被增湿活化，并且能充分的循环利用，而大颗粒吸收剂被其余粒子碰撞破碎，为脱硫反应提供更大反应表面积。
本工艺流程的脱硫效率可达95％以上，造价较低，运行费用相对不高，是一种较有前途的脱硫工艺。
8、干式循环流化床烟气脱硫技术
干式循环流化床烟气脱硫技术是20世纪80年代后期发展起来的一种新的干法烟气脱硫技术，该技术具有投资少、占地小、结构简单、易于操作，兼有高效除尘和烟气净化功能，运行费用低等优点。因而，国家电站燃烧工程技术研究中心和清华大学煤的清洁燃烧技术国家重点实验室分别对该技术的反应机理、反应过程的数学模型等进行了理论和实验研究。其工艺流程如图3示，从煤粉燃烧装置产生的实际烟气通过引风机进入反应器，再经过旋风除尘器，最后通过引风机从烟囱排出。脱硫剂为从回转窑生产的高品质石灰粉，用螺旋给粉机按给定的钙硫比连续加入。旋风除尘器除下的一部分脱硫灰经循环灰斗和螺旋给灰机进入反应器中再循环。在文丘里管中有喷水雾化装置，通过调节水量来控制反应器内温度[13]。
干式循环流化床烟气脱硫技术在烟气中SO2浓度较低的情况下尤其适用。它具备以下特点:
(1)锅炉飞灰作为循环物料，反应器内固体颗粒浓度均匀，固体内循环强烈，气固混合、接触良好，气固间传热、传质十分理想。
(2) 反应塔中由于颗粒的水分蒸发与水分吸附、固体颗粒之间的强烈接触摩擦，造成气 、固、液三相之间极大的反应活性和反应表面积，对于烟气SO2的去除有非常理想的效果 。
(3) 固体物料被反应器外的高效旋风分离器和除尘器收集，再回送至反应塔，使脱除剂 反复循环，在反应器内的停留时间延长，从而提高了脱除剂的利用率，降低了运行成本。
(4) 通过向反应器内喷水，使烟气温度降至接近水蒸汽分压下的饱和温度，提高脱硫效率。
(5) 反应器不易腐蚀、磨损。
(6) 系统中的粉煤灰对脱硫反应有催化作用。
该技术已经在国家电站燃烧工程技术研究中心和清华大学煤的清洁燃烧技术国家重点实验室分别建立了烟气循环流化床脱硫热态试验装置，为干式循环流化床烟气脱硫技术开发提供了新的理论依据与基础数据。并且2000年底，该项技术已成功应用于清华大学试验电厂的烟气脱硫工程[14]。
目前对现有的机组进行烟气脱硫技术改造方面投入了大量的精力，正在多个领域展开研究工作，其中在干法烟气脱硫方面研究较多的是循环流化床烟气脱硫技术及电子射线辐射法烟气脱硫技术，电晕法烟气脱硫技术目前研究的也较多。烟道气脱硫技术最显著改造之一是吸收器规格的增大，采用单个吸收器，据报道安装一台脱硫装置可服务于两台大型锅炉的烟气脱硫装置，以这种方式增大设备规格，大大降低了投资成本。研究与开发出一种新的烟气脱硫装置是烟气脱硫技术的发展趋势之一。其研发方向为SO2脱硫率高、可靠性强、辅助耗电低、采用单个吸收器、副产品可售或可利用，为保障这些技术要求，应该在脱硫技术的工艺、设备和材料方面进行进一步研究。
本文在资料的搜集和写作等各方面承蒙宋长友老师的悉心指导和各方面的帮助，使本论文能够顺利的完成，在此表示衷心的感谢，对魏利摈、罗胜铁等老师在资料的搜集过程中给予的帮助表示感谢，对同组的崔月、徐倩、刘立宅在资料搜集过程中的密切配合表示感谢。
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关键词：电厂；欧拉方程；节能改造；
中图分类号：TK05 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: In this paper, three links in the general form of the fluid equation of state. Examples are given by the transformation of power plant piping little experience for pipeline renovation, construction convenience.
Keywords: Power plant; Euler equations; energy saving;
电厂生产工艺中需要多种多样的泵与风机和大量的水、风管道。如何合理的分配风、水管道，和选择合适的泵与风机，是电厂建设中的一个重要环节。而多数论文所研究的是同一管道的流体状态方程[1]。本文根据流体力学原理，利用欧拉方程，给出了不同压力、流量管道间的联通性规律，并给出了如何利用此规律，通过三通对电厂流体管道进行合理优化，使电厂中泵与风机的使用效率更高、效果更明显。为电厂节能改造做了一定的理论铺垫和实践经验。
1、电厂管道
在电厂建设和生产中，涉及大量的管道。这其中，主要是风烟管道和汽水管道。而这些管道设计是否合理，是关系到整个电厂运行经济性的重要因素[1,2]。针对电厂管道中流体运行情况，很多学者做了大量的研究[3,4]，也利用现代计算机技术做了大量的模拟和数值计算[5,6,7]。而绝大多数研究都建立在理想气体的欧拉方程基础之上[8,9]。为了方便起见，本文先从理想气体的欧拉方程讨论。
2、理想气体的欧拉方程[9]
如图1所示，对于微元体，利用理想流体欧拉运动微分方程，应有：
（1）
对于恒定流：
，
一元流动：
；；
图 1 一元流体微元体
其中p为静压，S为S方向质量力，对于水平管道或空气，S=0，则有：
（2）
或：
（3）
称为欧拉运动微分方程。
3、三通风管中的运动方程
图 2 三通示意图
如图2，三通的入口为D，出口为A、B。设气体在三通中等温稳定流动，
则：
（4）
将（4）代入（3）后积分，得：
（5）
即：
（6）
（7）
又，
（8）
（9）
所以：
（10）
或：
（11）
则：
（12）
又因为：全压=静压+动压[10]，即：
（13）
其中：
表示全压；
表示静压；
表示动压；
（14）
即：
（15）
或：
（16）
为大气压，为下的流量。
将（15）代入（12），得：
（17）
又根据质量守恒定律，
得：
（18）
其中：为大气压。
下面举两个例子加以说明。
例1，若某锅炉某一次风管（冷风T=300K，=101325Pa）上全压13675Pa（表压），流量8×104Nm³/h，一次风管道截面1.6平方米。可否从此管道上抽取全压14675Pa（表压），流量2000Nm³/h的返料风？若此管道截面为0.7平方米是否可取得？
当风管截面为1.6平方米时，根据（16），及，可得一次风管中风速为12.89m/s。
令返料风流速为，根据条件及（16），设管道截面为1.6平方米时：
如图3，所示与p=116000Pa没有交点。
即在截面积为1.6平方米一次风管道上无法取得全压为116000Pa的返料风。
若管道截面为0.7平方米时，令：
如图3中，有：
（Pa）
图 3 f1、f2函数曲线图
又由（18），得：
即可如图4所示，在一次风管截面迎风插入面积为0.017㎡通风管，此时三通的入口D0为0.7㎡，返料风入口D1为0.017㎡，一次风入口为0.683㎡。稳定流动时三通入口风全压13335Pa（表压），风量为82000Nm³/h。
图 4 返料风三通
4、三通水管中的运动方程
仍如图2，设三通为水平放置，水流在三通中等容流动， =const。代入（3）积分，得：
（19）
则：
（20）
（21）
又由（8）、（9），得：
（22）
即不考虑重力势能的伯努利方程。
又由（13）及：
（23）
得：
（24）
代入（22），得：
（25）
即：
（26）
即，在水管中，三叉两个出口的全压相等，静压满足式（22），且：
（27）
例2，某汽机凝汽器进口循环冷却水管静压力0.16MPa，循环水管道直径600mm，水量2000m³/h，不考虑节流损失，上直接取出流量60m³/h的冷油器冷却水，不考虑高度差，冷油器冷去水管截面总和0.03㎡，问此时冷油器内冷却水的静压多少？
由条件及（22）、（24），可得：
=0.161MPa
=0.162MPa
5、总结
本文给出了三通中流体压力和速度的一般形式。并通过举例给出了电厂管道改造中的一点经验。
气体在三通中流动，出口流体状态满足如下方程：
液体在三通中的流动，出口流体状态方程满足：
并且从文中例子可以看出，适当改变三通形状和大小，可以从同一管道上引出不同压力的流体。并且从例（1）可以看出，在某些特定环境，通过合理运用气体在三通中的流动方程，配置合适的三通，可以省去循环流化床锅炉的配套返料增压风机，这不但在工程建设阶段省去了相应增压风机及其配套电器和控制系统等的成本，并且在运行中节省了相应的运行和维护成本。对工程建设有一定的指导意义。
参考文献
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一、2012年主要工作回顾
市场开发成效显著，夯实公司发展基础。一年来，我们把市场开发作为全年工作的重点，巩固与五大发电公司、东方电气等的合作关系，全面进军国内外电建市场，不断拓展发展领域。全年共签订发电集团电厂2330mw机组、甘肃发电厂2600mw＃2机组、东方k厂2600mw机组、户县二电厂吹管技术服务、s厂运行手册编制、大唐韩城第二发电有限责任公司升压站改造、电厂2300mw机组工程2机组调试、国电电厂2600mw机组扩建、华能电厂1600mw机组扩建工程等调试合同9份。以“依法治企年”活动为契机，不断提高经营管理水平。结合“依法治企年”活动和“小金库”专项治理工作，严格按照“三标一体”管理体系的要求，不断提高公司标准化管理水平。认真梳理完善相关管理和控制制度，对公司原有各项规章制度进行逐一审核、修订、增加或删改，使制度更合理、更具有操作性，并统一编辑装订成册，形成公司规章制度体系。同时自查公司存在的管理漏洞和经营风险，提高公司依法治企水平。制定了调试公司三年规划，为公司长远发展指明方向。参与编写了火电标准化建设委员会的《达标投产规程》和《火电建设质量管理规程》，编辑《调试手册》，修改完善各个机组调试大纲、制定收资调研控制程序，初步建立循环流化床、海水淡化、电网安评、脱硝技术、水电调试和节能环保等调试规范，加强对工程项目的规范化和调试过程的标准化管理。开展“让业主满意”劳动竞赛和“青年文明号”活动，以活动促进公司管理水平不提高。今年先后有4篇论文在《电力建设》和《清洗世界》发表，有10篇论文获得省公司系统优秀论文，员工的专业技术水平不断提高，公司的影响力也不断扩大。
坚持以人为本，关心员工生活。一年来，我们一直把服务重点放在一线，坚持以 “一线为重点、立足一线、服务一线”的理念。坚持党建带团建、促工建，特别是今年工作任务重，员工在现场工作时间长，环境差的情况下，我们更加注重关心员工生活，多为员工办实事、办好事。先后到工程现场对员工进行慰问，对员工及家属的喜、病、丧事宜及时组织慰问、探视。加大小家建设力度，春节期间，印尼南望项目部，组织现场员工贴对联、放鞭炮，举行篮球比赛。组织员工为青海玉树地震灾区踊跃捐款。开展“导师带头”和青年突击队活动，在海水淡化、循环流化床等新技术方面为公司培养专业人才，使生力军队伍不断得到壮大。通过开展形式多样的活动，营造了和谐、团结、向上的良好氛围。
重视员工思想教育，努力建设一支高素质的员工队伍。结合公司现场工程点多，人员分散的特点，以调试公司qq群、邮箱等网络平台为载体，学习文件，介绍工程情况，布置工作，组织开展网络交流与讨论，统一员工的思想和行动。针对全年工作特点，教育员工树立大局意识，在集体利益与个人利益发生冲突时能“舍小家，为大家”。卢正阳、李琳、王俊洋、张润军等同志虽然是所领导，但他们分别兼任项目经理，他们敢于负责，勇挑重担，身先士卒，一直坚持战斗在调试现场第一线，以实际行动为员工当好表率。王俊洋同志的双胞胎儿子，春节前都生病住院，时值电厂调试正处在紧张阶段，妻子一人毫无怨言地承担起照顾两个孩子的义务，以实际行动支持他的工作，默默地为小家做出奉献。他始终坚守在工程一线没有向组织提出任何要求。国庆节期间，张波同志不满2岁的孩子得肺炎住进了医院，而他却在热电厂锅炉点火吹管中紧张工作着，直到现场吹管合格后，才连夜坐火车赶回家照顾孩子。刘晓鹏同志孩子患病住院，他让父母和岳父母帮忙陪伴，坚持在现场准备相关资料，全身心投入到调试工作中，孩子快出院才赶回西安。一些同志新婚燕尔不要说渡蜜月，连蜜周都没有渡完就又赶赴现场。调试公司正是因为有这样一支忠诚企业，默默奉献的员工队伍，使调试公司从一个辉煌走向又一个辉煌，这里浸透了大家无数的汗水和心血。
二、存在的主要问题和不足
1、主营业务单一，拓展新的业务领域迫在眉睫。虽然在调试方面我们占有绝对的优势，今年在循环流化床及焦炉煤气发电等项目上有所突破，但随着业主要求越来越高，在调试招标方面多为综合招标，既包括调试又含有性能试验及特殊试验，在性能试验及特殊试验方面我们还存在一定的不足，拓展新的业务领域迫在眉睫。
2、人员素质、技术水平、技术装备有待进一步提高。
由于电力施工企业工作条件艰苦，收入待遇较低，不仅人才引进比较困难，而且能力强、业务精的骨干跳槽，造成技术人才和高级管理人员严重短缺。近年来，我所新进人员较多，这些同志缺乏现场调试实践经验，特别是能够独当一面的专业骨干相对偏少，人员素质还不能满足工作需要，也制约了市场的开发力度，对于公司长远发展有一定的影响。但如新进人员太多又会影响到调试淡季人员窝工现像，所以配备合理的调试人员数量是一个及待解决的问题。随着我国经济的不断发展，电力高端技术不断涌现，机组装机容量、技术参数不断提高，需要仪器设备也不断更新，目前我所的技术装备还不能全面满足调试需求。特别是在拓宽调试范围上，我们要向性能试验和特殊试验方向发展，但这方面需要大量试验仪器设备，我所目前还是空白。另外配备性能试验及特殊试验的仪器设备需要大量资金，资金来源的问题也要提到议事日程上。
三、对形势和问题分析
2011年我公司调试工作虽然很重，但面临最大的困难仍旧是调试市场竞争加剧，公司在调试的主导地位受到冲击。由于目前国家节能减排工作重点和加大投资风电、核电及其他类型电力工程，火电市场相对萎缩，另外电力调试市场竞争越来越激烈，调试队伍增多并在不规范的电建市场中无序竞争，一路拼杀下来，拼旧了设备，拼走了人才，几乎拼光了老本，拼的电建兄弟犹如战场上的仇敌，公司在调试的主导地位受到冲击，这些问题使队伍稳定和可持续发展受到了严峻的挑战，使我们压力巨大。
四、2011年的工作打算
工作思路：坚持“一个中心”：以确保调试公司稳定发展为中心；实现“两个提高”：即提高工程项目调试管理水平，实现无形资产升值；提高抗击市场风险的能力，继续拓展新的调试领域。
重点工作：2011年调试公司各项工作依然很重，面临的困难和市场压力更大，又是九个工程同时上马，十几台300mw以上的机组要求投产，我们要保证明年重点工程按期按质竣工。对此我们既要认清形势，增强危机感、紧迫感，又要坚定信心，提高工作能力和管理水平，强化安全管理，确保调试质量和安全处于受控状态，切实做好调试工作，努力保持调试公司经营业绩和基础管理工作持续稳定发展。
1、抓好在建工程。由于电力调试单位内部恶性竞争，经常导致低价中标，我们要以质量求生存。从调试质量、服务态度及人力资源配置各方面均要确保做好调试工作。要对调试质量、服务质量以及调试的深度和广度上进行总结，保证新项目在实施过程中进展顺利。只有这样，才能使调试水平更高，效益好大，后劲更足。要加大对技术装备的配置，特别是配置高精尖的测量设备，以满足调试的需要。2、增强“三种”意识。要以转变观念为先导，增强市场意识、服务意识、质量意识，按照市场经济规律和企业自身的特点，打造企业自身的核心竞争力，以灵活的方式和手段，拓宽业务范围。立足调试行业，寻求多元化发展，突出主营业务奋发拓展市场，既要做强主营核心业务，又要多元化经营，力争在与调试相关或相邻的业务范围和领域，特别是性能试验、调试监理、电厂技术改造及生产技术服务等方面有所突破。“多条退”走路，既要做强做大国内市场，又要积极拓展国外市场，使企业发展得越来越好，越来越强。加强经营管理，继续扩大对外影响力。
3、建设“三支队伍”。全面提高职工素质是干好工作的基本保证。要针对大容量、高参数机组的不断出现，加快对高端人员的引进和培养教育的步伐，建设一支高精尖人才队伍；充分发挥各专业人员的潜能，采用多种形式的培训，加强对专业技术人员的培养，使他们能够及时应对处理各种现场问题，解决疑难技术难题，逐步造就一批忠诚企业、乐于奉献、技术精湛的专业带头人。加强对职工岗位技能培训，力求将每位职工培养成为具有较高反事故能力的专业技术人才，培养出一批责任心强、技术水平高的中青年专家。
论文摘要：为适应创新型国家发展战略，教育创新应贯穿大学课堂理论教学和课程实践训练教学。针对“锅炉原理”课程实践训练教学，重点探讨了华北水利水电学院“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法，以期对电厂热能与动力工程专业实践能力训练方面起到一定的推动作用。
锅炉是用以生产热水或蒸汽的设备，在国民经济中具有异乎寻常的重要作用，电站锅炉是火力发电系统三大主机之一，对火电的高效、洁净和安全生产及其重要，因此，“锅炉原理”是热能与动力工程专业最核心专业课程之一。“锅炉原理”课程主要讲授锅炉的基本工作原理，包括锅炉的炉内燃烧原理及燃烧设备、锅炉的传热过程、锅内水动力、受热面外部工作过程和先进锅炉技术的发展等内容，要求学生掌握锅炉工作过程的基本理论及锅炉设备的相关知识，并培养学生分析工程问题、锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
为适应创新型国家发展战略，高等教育要实现从知识型向创新型培养目标转变，具体到“锅炉原理”的课程教学中，创新应贯穿课堂理论教学和课程实践训练教学。对“锅炉原理”课程的理论教学内容设计、教学手段、教学方法等方面已有较多的探讨和实践研究，[1-4]本文从“锅炉原理”课程实践能力的培养出发，重点讨论华北水利水电学院（以下简称“我校”）“锅炉原理”课程实践训练的目标定位、教学内容的设计和实施方法。
一、“锅炉原理”课程实践训练教学的定位
“锅炉原理”课程实践训练教学的定位必须符合我校热能与动力工程专业定位，应全面贯彻党的教育方针，遵循大学教育教学规律，秉承我校办学理念，实施“基础、实践、创新”三位一体的培养模式，在教育教学中，坚持夯实基础、强化实践、注重创新的思想，培养吃得苦、下得去和用得上的专业技术人才。应以“宽基础、强能力、高素质”为培养人才的宗旨，注重学生的动手能力、创新意识与能力的培养，加强实践性教学环节，优化教学方法与教学手段。专业实践能力培养始终围绕“强化实践教学、提高学生素质、培养创新意识、重在实际应用”的教学指导思想，从人才培养目标、实验教学体系、实验教学内容和方法、实验教学队伍、实验环境条件和实验室管理体制等方面进行了全方位的改革与建设，探索实现基础性验证实验、测定试验、创新性科研训练实验和拓宽知识面的演示实验的“四级实验”教学体系，实现教育创新。“锅炉原理”课程实践训练教学应实施从理论到实际、从传统到创新、从课堂到工程项目的工程化实践教学思想，围绕动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力，达到加深理论知识的掌握和应用，在实践训练中切实培养学生处理工程问题，进行锅炉设计计算和锅炉试验的实践能力。
二、“锅炉原理”课程实践训练教学内容的设计
“锅炉原理”课程实践训练教学内容尚无可参考材料，根据我校热能与动力工程专业人才培养和“锅炉原理”课程大纲的要求，基于我校的专业师资、实验室和实习资源以及用人单位和历届毕业生的建议，科学制定“锅炉原理”课程实践训练教学内容。
1.“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计原则
对我校“锅炉原理”课程实践训练教学内容进行设计时，实行“工程化”设计思路，并遵循四个原则，即实践训练内容以“锅炉原理”为中心、内容进程科学有序化、内容设计层次化和实施方式多元化。
（1）以“锅炉原理”为中心，多课程之间紧密联系化。鉴于“锅炉原理”是热能与动力工程专业的最重要专业课，处于前期的专业基础课程以及后续课程之间的中心地位，因此在设计“锅炉原理”课程实践训练教学内容之前，先对我校“流体力学”、“工程热力学”、“传热学”和“燃烧学”等基础课以及后续专业选修课程比如“大型锅炉运行”、“单元机组集控运行”和“循环流化床燃烧技术”等课程的教学大纲、实验大纲、知识点讲授情况以及实践实验训练情况进行详细调查、分析和总结，做到了然于胸，确保“锅炉原理”课程实践训练教学内容设计与前期专业基础课程及后续专业选修课程的紧密联系，力求通过该课程实践训练，既可以巩固和加深学生对前期专业基础课的理解，加强对所学基础知识的实践应用，将所学的热工学知识、燃烧学知识在电站锅炉中加以应用，达到学生对锅炉原理中炉内燃烧、锅内传热及水动力和烟风阻力知识融会贯通、举一反三，为灵活应用打下坚实基础，又能激发学生学习后续专业选修课程的欲望和热情，培养学生学习后续课程的好奇心、主动性和积极性。
（2）实践训练课程内容进程科学有序化。“锅炉原理”课程本身知识点之间的顺序决定了课程实践训练教学内容的设计次序，要由浅入深、层层推进、由易到难，脉络清晰。因此，训练内容应严格按照锅炉原理本身的发展进行设计。内容主要包括客观认识实践、原理性演示验证实践和工程实践训练三大内容。
客观认识实践主要是对锅炉实物、锅炉机组整体模型、锅炉重要设备的直观认识，如在开设“锅炉原理”课程前进行电厂认识实习，对锅炉的实物直观认识，在“锅炉原理”课程第一节绪论课和锅炉组成课讲解后进行模型实验，通过模型参加实验、拆装模型和动画模型模拟巩固加深锅炉机组系统及组成知识。
原理性演示验证实践。笔者通过几年的“锅炉原理”教学发现，锅炉的水循环内容是该课程的难点之一，学生往往难以理解和掌握，通过课程原理性演示和实践可以帮助学生理解和掌握水循环等难点。该部分主要是对自然循环原理、直流锅炉原理等的演示验证实践内容。
工程实践试验主要是对锅炉的三大计算能力的训练实践，包括锅炉辅助计算、热力计算、水动力计算、烟风阻力计算和强度计算的实践训练、锅炉热平衡的实验和锅炉机组运行仿真实验训练。
（3）实践训练课程内容设计层次化。内容设计要贯穿层次化的思路，内容的难易程度要进行层次化设计，对训练中的每一个内容根据其在课程中的总体地位和重要程度按照“了解、理解、掌握”等不同层次进行分级定位；同时，根据学生个体水平的差异，对同一内容也要进行层次化设计，在满足分级定位要求和大部分学生学习基础上，对那些学有余力的学生进行进一步的拓宽设计。比如锅炉的计算，对于普通的学生则只要会进行锅炉的辅助计算、各受热面热力计算和简单的水循环计算即可，而对于部分学有余力的学生，则可更进一步进行较复杂的水动力计算、强度计算和烟风阻力计算，并完成一些计算程序的编制。
（4）实施方式多元化。课程实践训练教学是实践性课程，因教学学时、实验室资源等多方面的因素，决定教学实施的方式必须多元化，即课堂、实验室和企业生产三位一体，课堂演示、实验室参观验证实践和电厂实践构成全方位多层次的实践训练。传统与现代先进技术结合，实践训练中采用比如计算机程序模拟、动画设计模拟实践、锅炉事故仿真模拟等先进技术手段实施实践训练。
2.“锅炉原理”课程实践训练教学具体内容设计
我校“锅炉原理”课程计划学时64学时，其中实验6学时。其前期基础课程包括“流体力学”、“工程热力学”、“传热学和燃烧学”，还开设了后续课程“锅炉运行”和“单元机组集控运行”。“锅炉原理”课程内容多、难点多、实践性强，“锅炉原理”课程通常设置有锅炉原理课程设计，我校“锅炉原理”课程设计时间为1.5周。实际上，仅靠课程设计和6学时的实践训练难以达到学生牢固掌握锅炉原理理论知识、灵活运用所学解决实际问题的目标。“锅炉原理”课程实践训练教学包括锅炉原理6学时实验课、1.5周课程设计、16学时单元机组集控运行实验，但主要利用学生的课余时间进行。教学过程贯穿第5至第8学期，延续2年时间，实践训练教学包括13个内容，90小时。具体内容和建议学时如下。
电站锅炉机组实物模型和虚拟模型实践，2学时。标准煤样工业分析验证性实验，4学时。混合煤工业分析测试实验，4学时。煤的发热量测定实验，2学时。自然循环锅炉工作原理实验，1学时。多管水循环验证实验，1学时。直流锅炉工作原理实验，1学时。锅炉综合测试项目设计实验，13学时。锅炉原理课程设计训练，32学时。锅炉水循环计算训练，10学时。锅炉烟风阻力计算训练，6学时。锅炉启停仿真训练，8学时。锅炉运行仿真训练，8学时。
三、“锅炉原理”课程实践训练教学实践
我校“锅炉原理”课程实践训练教学课题在2008提出，在2006、2007和2008年级开始实施，实践证明，通过“锅炉原理”课程实践训练教学，激发了学生学习专业知识的热情，巩固和加深了锅炉原理知识的理解，提高了学生的专业素质，培养了学生动脑想方案、动手做试验、动嘴讲成果、动笔写报告等“四动”能力。我们对2006和2007年级的学生进行锅炉实践能力的调查分析发现，无论是研究生复试（锅炉及锅炉相关知识的笔试和面试），还是就业面试（热工学和锅炉等口试）过程中，学生对锅炉相关考题从容自如，安之若素。当然，在教学内容设计方面还需进一步改进，实施的方式还需更科学合理。
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关键词：建筑集中供热；采暖系统；节能设计
中图分类号：TU201文献标识码： A
引言
能源是促进社会发展最为重要的物质基础之一，目前世界范围内所发生的能源危机已经让各国在节约能源方面达成了共识，提升能源的利用效率势在必行。
城市建筑集中供热需要消耗大量的能源，如何可以有效的节约能源提升供暖的效率已经成为了建筑集中供热采暖所面临的重要课题。以下主要结合自身对于建筑集中供热采暖的认识谈几点看法，以期可以更好的做好建筑集中供暖工作，服务好广大人民群众对于集中供暖的需要。
1.建筑集中供热采暖的节能理论研究
1.1开展建筑集中供热节能的必要性探讨
我国幅员辽阔，气候类型呈现出多样化的特征。在冬季，我国西北地区、华北地区和东北地区温度较低，寒冷给居民的正常生活造成了很多不便，所以采取集中供暖就成了必然要开展的重要工作。但目前来讲集中供暖对于能源的消耗比较大，加之目前我国需要集中供暖地面的面积在不断扩大，长江以南地区的武汉、长沙等城市市民也希望能够享受到集中供暖，这就对能源的利用效率提出了更高的要求。另外因为能源消耗所带来的环境问题也不断加剧，温室气体大量排放导致海平面上升给很多海岛国家构成了威胁。因此，对建筑集中供暖进行分析，研究降低热损失和环境影响的方法，对于提升能源的利用效率有着十分积极的作用。
1.2目前建筑集中供热采暖存在的问题分析
我国建筑集中采暖工作起步的比较晚，对于节能技术的应用不足，所以在发展中还存在着各种各样的问题。
首先是在进行建筑设计的过程中对于保暖重视不足，建筑物能耗设计能够达标的比较少。另外建筑物本身额墙体的保温和隔热都比较差，这使得大量的热量在到达建筑物会后从窗体散失。另外一些地区的热力网的热损失也比较严重。由于热力站的设备老化问题，其机械化和自动化的水平比较低，使用智能技术的控制率也比较低，加上热力管网年久失修，官网的保温和防水工作不够到位，也会造成大量的能量浪费。最后热源问题也是值得进行关注的重点问题，在我国大部分城市都采取的是煤炭，煤炭在进行燃烧的过程中会造成环境的污染，加上热源的分布问题，对燃煤的消耗量比较大，最终导致供暖的成本比较高。
2.城市集中供热采暖节能设计研究
2.1 热用户采暖节能设计
热用户是供热采暖系统中的最后一个环节，也是热能的最终消耗环节，因此，该环节的节能设计显得尤为重要。
首先，建筑本身需要进行节能设计和改造，新建建筑应选用双层隔热玻璃，合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热，改进中空玻璃间隔层内气体性能、选用低传导间隔层和隔热性能好的窗框材料降低窗体热量的损失；同时，在建筑物的围护结构的设计上，目前我国已针对不同气候地区出台相应节能设计规范， 建筑围护结构的构造做法，传热系数等限值给出了明确参考和规定，外墙保温隔热做法，解决防湿、防结露、防热桥等问题的设计上已趋于成熟。
其次是针对采暖需求要建立按热量的使用量计量系统，积极采用热能计、热量分配表等设备，逐步建立和完善对热用户按耗热量计取热费的体系，针对新建和新增加采暖系统的建筑，建议采用分户独立、一户一表的供热采暖计量方式，对于老旧供暖系统改造的建筑，可采用热分配表式，将用户的使用数量与费用直接挂钩，提高用户的节能意识，同时，需要按照节能要求，在供暖采暖系统，推广使用散热器、恒温控制器、平衡阀、压差控制器等先进的室温控制设备，避免热用户水力失调和热能浪费，实现按热用户需求供热。
最后是不同的热力站之间应该用间接连接方式，以保证量调节的实现。 热力站是集中供热采暖系统一次网和二次网的连接纽带，是一次网实现量调节和使一二次网分离减少热网漏水损失的核心。在热力站中应积极推广采用高效板式换热器机组， 并配以自动调节装置，实现热力站按热用户的需求和气候变化进行实时调节。通过改变供水温度或供水量，达到节能的目的。
2.2 热力网供暖节能设计
热力网节能是供热采暖系统的关键环节，热力网联接着热力站和采暖用户，中间环节的节能措施至关重要。
首先要根据城市水文、地理及建筑物特点，做好热力网的规划设计。 热网设计应在综合考虑经济、技术效果的前提下，确定优化方案，并进行详细的水力平衡计算，以期达到最佳设计效果。 热力管网布置及走向应服从小区的统一规划，根据小区具体情况，进行科学论证，推广使用保温性能好，占地面积下，同时施工简单、成本低的硬质聚氨酯保温直埋技术，热网主干线的敷设要靠近热负荷密集区，尽量降低管网的长度，选定合理的热指标，管网参数设计要合理，热网支管及用户入口管径的设计，应按外网总压力平衡计算来确定，并核算其流通能力。
其次要做好热力网的控制与管理节能。要放弃传统的热力网的手动调节方式，实行科学的管理和自动化控制。 研究热网监控系统或其它自控方式的可行性，采用热网微机监控系统，提高自控系统的可靠性。同时，要提高运行管理人员技术水平和整体素质，参与到自控系统的设计和实施过程中，以保证整个热力管网的自动化管理水平，提高管理效率和水平。
最后要提高热网的设施与材料的节能水平。逐步放弃使用保温性能较差的珍珠岩瓦、岩棉管等保温材料，推广使用聚胺酣保温材料。逐步放弃使用调节功能很局限的调节闸阀，在各个供热干管上安装调节性能优良的平衡阀或自力式流量控制器，使管路或用户的流量符合要求，从而消除管网水力失调，解决暖气局部过热、局部不热的问题。
2.3 热源节能设计
热源的节能设计对改善供热环境，提高供热水平，节约燃料，降低供热系统对环境的污染效果明显。首先是严格限制高硫煤的开采和大力推行煤炭的洗选加工，开发和推广清洁煤技术和循环流化床锅炉，积极推广使用除尘设备和电厂脱硫技术及其成套装备。其次采取合理的运行管理措施， 根据实际情况选用集中质调节，量调节，分阶段改变流量质调节及间歇调节方式，避免运行过程中的冷热失调，提高控制和调节水平。 在操作方面要提高锅炉操作人员的规范化操作水平，放弃“看天烧火”的经验主义做法，根据室外温度合理确定供暖期每日的锅炉运行参数，使锅炉运行科学化、程序化，做到既保暖又节煤。
3.小结
冬季我国北方很多地区使用集中供暖是居民取暖的重要方式，伴随着供暖面积的扩大，提升供暖系统的节能效果就显得非常重要。在进行建筑集中供暖采暖节能设计的过程中药注重环境和运行成本两个方面的综合考虑，这是开展集中采暖节能设计的重点。本文主要对建筑集中供暖采暖系统基本理论进行了阐述，进而分析了了供暖采暖节能设计的主要措施，以期可以更好的做好集中供热采暖工作，保护环境造福人民群众。
参考文献
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正是由于这样一批科研工作者不断求真务实、开拓创新，我国煤矿机电领域突破了一个又一个技术瓶颈，在绝大部分装备上不落后于国外，某些关键技术甚至领先于国际水平。荣誉得来非造化!吴淼教授科研团队所取得的科研成果得到了社会各界的普遍认可，他们先后获得中国煤炭工业科技进步特等奖、教育部科技进步一等奖等10余项省部级科技奖励。吴教授个人也得到了“政府特殊津贴”、江苏省“跨世纪学术带头人培养人选”、原煤炭工业部“业务拔尖人才”等荣誉。
一支充满活力的创新团队其发展不能仅靠外部引援，更需注重内部人才的培养。吴淼教授高屋建瓴，始终准确把握科技发展方向，站在国际学术前沿：并组织众多青年教师和研究生建立起多支研究队伍攻克亟待解决的科技难题。在取得显著科研成果的同时，许多综合素质高、科研能力强的青年教师迅速成长。如薛光辉、郝雪弟、田等人在各自的工作岗位上已能独当一面，使得吴淼教授倍感欣慰，同时也使科研队伍保持着旺盛的创造力。
煤矿安全重于山
这些年来，我国现代化高产高效矿井的建设正如火如荼地进行，年产千万吨的工作面已不鲜见。煤矿生产能力和效率的提高得益于其机械化、自动化、集约化生产水平的不断提高。煤矿高产高效关键影响因素之一是其关键设备的开机率，归根结底是这些设备的可靠性和可维修性，该问题在“一矿一面”、流水线作业的现代化矿井中尤为突出。煤炭采、掘、运、提等环节的某一关键设备一旦发生故障将导致整个工作面甚至全矿井停工停产，严重影响煤矿的生产秩序，甚至引发一些安全事故，造成人员的伤亡和企业巨大的经济损失，社会影响极坏。因此如何提高煤矿关键设备的可靠性和可维修性日益受到关注。
实践证明，采用现代故障诊断技术。开展煤炭生产关键设备的状态监测和健康诊断，建立以设备技术状态为基础的预防维修体制，是提高其可靠性和可维修性的有效途径之一。
薛光辉博士指出：国内外设备状态监测与健康诊断技术发展迅速，在许多行业已发挥了重要作用，取得了显著的经济和社会效益。但煤炭生产时常面临着瓦斯、水和粉尘等恶劣而苛刻的环境。煤矿安全重于山，要求在煤矿井下使用的电气设备必须取得煤矿用电气设备安全标志证书，地面普遍使用的仪器设备不能也不允许在煤矿井下使用，使得在地面已经较为成熟的技术难以在煤矿井下推广应用。
为适应煤炭行业的迫切需求，在吴淼教授的带领下，该科研创新团队开展了“煤矿大型关键设备状态监测和健康诊断研究”。他们认为该项研究的难点和技术瓶颈是如何获取设备关键状态数据，提出了三种解决思路和方法。
其一，利用便携式仪器采集记录煤矿井下设备的原始状态数据，带至井上进行分析处理。针对煤矿井下的环境特点，成功研发了YHJ(A)、YHJ(B)和YHJ(c)三代便携式矿用数据记录仪及相应分析软件，实现了包括振动在内多种信号的获取。在冀中能源、潞安、晋煤等多个矿井得到了应用，效果良好，为在煤炭行业推广普及简易故障诊断技术，开展精密故障诊断奠定了基础。
其二，采用机载数据记录装置获取煤矿井下设备的原始状态数据。该科研创新团队研制的矿用大容量机载数据记录装置，使煤矿采掘设备也有了自己的“黑匣子”，可以跟踪、记录和分析设备在使用过程中的电压、电流、温度、压力等各种状态数据。特别是多路振动信号。薛博士透漏采煤机和掘进机用的样机已经开发成功，目前正在积极开展工业性试验研究，利用该技术将可获得煤矿采掘设备使用过程中的第一手数据和资料，为煤矿机械设备的设计、开发、制造、使用和维护提供有力的技术支持。
准确把握技术发展方向是优秀创新团队的必要素养。吴教授团队认为，基于网络的远程故障诊断是设备故障诊断技术重要发展趋势和热点之一，煤矿的信息化和智能化也为其提供了重要的应用平台和基础。目前，该团队已开展了一系列有益的探索，建立了煤矿井下大型设备关键状态参数远程传输试验平台，正在研究如何利用网络把煤矿井下关键设备的状态数据传输到远程客户端，再对数据进行分析和处理。该技术若获得突破，可在地面建立设备远程状态监测和健康诊断中心，甚至在整个集团与大学或研究机构成立联合设备健康诊断中心，将专家和现场技术人员的优势相结合。建立现场简易诊断与远程精密诊断的二级设备预防维修体制。
薛光辉博士介绍：在吴教授的带领下，研究团队在该领域的探索得到了国家“863计划”重点项目、国家自然科学基金、博士点基金和教育部骨干教师资助计划项目等多个纵向资金的支持，与国内主要的煤机生产和使用企业开展了多层面的服务与合作，取得了省部级科技奖励1项，申请发明专利2项，实用新型专利2项。
技术升级建功勋
煤矿自动化和少人甚至无人采掘工作面一直是国内外采煤行业追求的目标。发展煤矿采掘装备自动化和远程监控核心技术，提高井下自动化水平，将对保障我国煤炭资源安全高效开采，减少事故隐患，促进煤炭资源开发的可持续发展具有重要的现实意义和战略意义。
虽然巷道掘进机已在各主要产煤国得到广泛应用，但工程实践中还存在许多问题。综掘工作面环境恶劣，空间狭小，黑暗潮湿，粉尘水雾大，危险程度高。掘进机作业条件差，空间狭小，司机视野严重受限，司机手动操纵掘进机截割定位定向困难。掘进效率难以大幅提高，工人劳动强度大，掘进安全性低。手动控制极易造成超挖欠挖，截割断面成形质量差，截割臂摆速自动化控制程度低，掘进成本难以降低。掘进机虽可借助巷道激光指向仪指示掘进方向，但无法进行自身定位定向，运行姿态出现偏差时手动纠偏无精确依据且操作困难。上述诸多问题使得巷道掘进速度与回采速度不匹配。采掘失调问题突出。研发掘进机自动控制系统，提高掘进机的智能化水平，成为煤炭行业亟待解决的问题之一，也是实现煤巷掘进自动化的必经之路。
为顺应时展要求，推动掘进机自动化发展的进程。2005年掘进机科研团队在吴淼教授的带领下，与冀中能源集团公司和石家庄煤矿机械有限责任公司精诚合作，历时3年研发了“掘进机智能型恒功率自动成形截割与定位控制系统”，经同行专家鉴定为“国际
领先”水平。
田劫博士介绍说：该项目已经成功应用于石家庄煤矿机械有限责任公司的主打产品EBZ160、EBZ200、EBZ300型掘进机上，井下工业性试验效果良好。截割误差小，满足煤巷技术考核指标。能实现截割自动成形和悬臂摆速自动控制及掘进机全无线遥控。其中EBZ200型掘进机在内蒙古准格尔旗官板乌素煤矿投入生产运行，在半煤岩巷道煤岩硬度f≤7、断面20平方米的作业环境下，应用掘进机自动截割成形技术，创造月进尺过千米的新纪录。
正是基于这些前瞻性的研究基础。2008年该团队联合石家庄煤矿机械有限责任公司、冀中能源集团公司、中煤装备集团公司和中国矿业大学(徐州)等单位组成了集产、学、研、用于一体的科技创新体系，以较高竞争优势夺得了“十一五”国家“863计划”重点项目“煤矿井下采掘装备遥控关键技术”的研究任务并具体负责课题1“掘进机远程控制技术及检测系统”。该团队重点负责其中“掘进巷道断面自动成形控制、截割头自适应PID牵引调速控制、掘进机位姿自动检测以及掘进机定向掘进控制”等四个关键技术研究，解决掘进机位姿自动检测、煤巷掘进断面自动截割成形、截割悬臂自适应牵引调速控制、掘进机定向掘进自动控制、掘进机全无线就地遥控等技术瓶颈，促进煤矿综掘设备自动化和智能化控制水平的整体提高，使得我国掘进机的自动化和智能化水平达到了国际先进水平，为将来实现井下少人甚至无人掘进工作面奠定基础。目前该课题已获得省部级二等奖1项，国家发明专利1项，实审发明专利3项，拥有完善的知识产权体系。
节能环保显神通
当“节能减排”、“循环经济”、“绿色环保”、“低碳经济”这些术语日益为人们耳熟能详时，吴淼教授团队已经为黏稠固废的绿色处置忙碌了十年。工业生产中往往会产生一类黏度高、颗粒细、难以沉降、极易污染的工业副产品或废弃物，吴淼教授命名为“高浓度黏稠物料”，涉及20多个行业，如果无法有效消纳和处置则不得不四处堆积或抛弃，成为“高浓度黏稠固体废弃物”，属固体废弃物中极特殊且难以处理的一种。
国民经济的快速发展使得我国黏稠固废产量日益巨大，2006年我国煤泥年产量即达约7500万吨，脱水污泥约2000万吨，赤泥3000万吨以上，电石渣1200多万吨。废弃物实际上是“放错地方的资源”，这些黏稠固废同样也是巨大的潜在资源，如煤泥仍具有相当大的热值。燃烧发电是煤泥的最佳出路，对此国家投入巨资研究。
然而废弃物变成资源并非易事，仍以煤泥为例，尽管低热值循环流化床锅炉燃烧技术早已成熟，但如何将数量巨大的煤泥送入锅炉却是技术难题。传统的皮带机、刮板机和运输槽车等敞开式输送方式不能适应锅炉燃烧工艺，输送本身跑冒滴漏现象严重，造成严重的“二次污染”。长期以来煤泥不能大量工业利用，不得不丢弃堆放，占用了大量土地。造成了土壤、水体等环境的严重污染，成为全国煤炭行业节能环保最为严重的老大难问题。
国内外实践证明，采用管道是输送煤泥入炉燃烧发电的最佳方式。然而煤泥具有浓度高、黏度大，常温常压下不具有流动性，高压管道输送时呈浓密膏体状，管道输送阻力极大，超越了传统浆体管道输送理论的研究范畴，属国际固体管道输送前沿研究领域，理论与技术依据匮乏，成为煤泥资源化利用的技术瓶颈。
针上述现状，吴淼教授科研团队深入研究煤泥特性和锅炉燃烧煤泥对管道输送的各种要求，一方面研究膏体管道输送理论，一方面进行工程应用的关键技术攻关。研发了服务于高浓度煤泥资源化利用的管道输送技术及成套装备，使其资源化利用得以实现，并成功推广到城市污泥、电石泥、化工污泥等十几个行业黏稠固废的处置与资源化利用。
有专家评价：该项目适用范围广泛，应用简便，在煤泥等黏稠固废管道输送技术方面达到国际领先水平，主要技术经济指标均明显优于国外同类技术。
郝雪弟博士介绍该项目的主要创新点时认为表现在以下四个方面：(1)项目以煤泥膏体高压管道输送技术为核心。将煤泥的‘预处理一管道输送一处置’等环节一体化，创立了基于管道输送的煤泥资源化利用新工艺：(2)通过建立国内唯一研究高浓度黏稠物料管道输送的专业化实验室，研发多种专用测试装置，开展大量基础理论与实验研究，建立了浓密膏体管道输送的理论框架；(3)解决了高压长距离泵送、单管输送多点给料、在用系统与备用系统切换等主要难题，攻克了11项关键技术，为煤泥等长距离管道输送的工程应用奠定了基础：(4)研发高浓度黏稠物料一体化管道输送与洁净储运的成套装备，成功推广至其他黏稠固废的焚烧、填埋、资源化利用等多种处置方法中，将黏稠固废的产生、管道输送、储存和最终处置有机结合，全过程不落地、无污染。
相关资料显示，该项目应用效果非常显著。至2009年底，已有299套输送煤泥累计约1.23亿吨，用户燃烧发电直接经济效益约140亿元。还有96套成功应用于市政、造纸、化工、石化、冶金、制糖、电力、建材、有色金属、印染等十几个行业，资源化利用与处置污泥、电石泥等累计约0.27亿吨。产品几乎占有国内全部市场，并实现了出口。
吴淼教授告诉笔者，该项目获得过国家重点新产品称号与高新技术成果转化项目称号，获得过省部级特等奖1项、一等奖1项，二等奖2项。拥有完整的知识产权体系，包括已获得授权专利31项，正在实审中专利14项(11项发明专利，3项实用新型)以及计算机软件著作权6项。该项技术已经成为黏稠固废处置与资源化利用输送的首选方式，有2项有关国家标准正在编写之中。“四会”人才做栋梁
在简短的采访过程中，我们就发现吴淼教授培养的这三位学生都具有极高的素养，反映了该团队不仅在科研上取得令人瞩目的成就，在培养人才上也不落人后。吴淼教授一直按照自己独特的“四会”教育理念培养学生，深受学生爱戴。1993年至今，已有59名研究生毕业(其中硕士43名、博士13名、博士后3名)。现在仍有硕士生1g名，博士生8名、博士后1名在吴教授门下深造。
所谓的“四会”人才指的是“会想、会做、会写、会讲”。吴淼教授认为：研究生教育是最高层次教育，科学研究是其最主要培养方式。课题人人不同，来源广泛，要求多种多样。按照“四会”要求对研究生进行针对性较强的综合训练才能有利于在个性化教育中抓住主要矛盾和共性因素，培养出研究生较高的创新能力、研究能力、专业能力和工作能力，使之成为高素质高水平人才。
简而言之，“会想”是指努力培养学生创新思维能力和辩证思维能力。全面、深入、系统地思考问题，及时了解发展趋势和动态。“会做”就是要求学生数学能力、专业能力、计算机能力、外语能力、研究能力、各种实验操作能力和与人沟通能力等都要提升到过硬的水平，而且具备自信与勇敢的精神。“会写”就是具备极强的文字表达能力。无论实验报告、中英文学术论文、立项申报书、鉴定材料、学位论文、研究笔记等都能做到熟练准确。逻辑性强，旁征博引，信手拈来。他要求学生要特别注意培养制作留存影像资料、做好笔记、经常整理各种资料的习惯。倡导学生用1／3时间学习+实验+工作，1／3时间思考，1／3时间整理各种成果。“会讲”要求学生具有良好的语言表达能力，讲话绝不嗦，开门见山，紧扣主题，注重技巧，过程结论调理清晰。训练学生做各种报告都要精心准备，做到概念清楚、条理清晰、口齿伶俐，并擅于博证旁引，精准掌握时间，同时善于倾听、提问和回答问题。还特别强调要高度重视PPT制作。使其成为“再创作、再凝练、再提高”的过程。
