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O_2/CO_2燃烧技术应用的经济可行性分析

作　者: 朱路平
导　师: 刘彦丰
学　校: 华北电力大学
专　业: 热能工程
关键词: 富氧燃烧经济性分析投资能耗
分类号: TK227
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

在普遍要求节能减排的国际大背景下,作为新型燃烧技术的富氧燃烧技术受到了各个研究机构广泛的重视。本文针对富氧燃烧技术存在的优点和缺点,对其进行了综合全面的经济可行性分析,为其以后的实际应用提供了理论依据。文中应用工程热力学和传热学的相关原理对富氧燃烧机组各个设备的运行和能耗情况进行了定量的计算评估,包括锅炉本体、空分制氧系统、CO₂捕集系统和烟气脱硫系统等。并应用热力学成本估算方法,对锅炉本体的基建投资情况进行了估算,最后还应用技术经济学中的等额年度化分期偿还成本的原理,在考虑燃煤费用、运行维护费用和净输出功率的情况下,对机组进行综合性的经济性分析,很直观的描述了富氧燃烧技术的优劣性。此外,本文对锅炉改造、各设备的相关结构和运行流程也做了详细的介绍,使评估的内容更加完善。通过对各设备的全面分析,可以得出,富氧燃烧锅炉和烟气脱硫系统的效率比常规机组略有提高,但空分制氧系统和CO₂捕集系统消耗的大量能量又使机组的整体效率降低了很多,同时这些设备的基建投资也需要额外的大量增加。当把所有这些因素都综合到供电成本里时,可发现富氧燃烧机组的供电成本比常规机组是要高的,但减少了大量的CO₂排放,由此引起的环境收益也是不可估量的。总的来说,富氧燃烧技术的应用是可行的,在与其他CO₂减排技术的对比中,经济性是相对比较明显的,存在的优势也是比较大的。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 选题背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 课题研究内容  13-15
第二章 O_2/CO_2燃烧机组的效率与投资的分析  15-29
  2.1 O_2/CO_2 燃烧锅炉的热力计算  15-20
    2.1.1 主要关联式的推导及参数选取  15-18
    2.1.2 锅炉输入热量  18
    2.1.3 锅炉各项热损失  18-20
  2.2 锅炉热平衡计算实例  20-23
    2.2.1 锅炉的部分设计参数  20-21
    2.2.2 锅炉烟气特性确定  21
    2.2.3 锅炉效率及燃煤消耗量的确定  21-23
  2.3 电厂投资成本的估算  23-25
    2.3.1 投资成本估算方法  23-24
    2.3.2 热经济学成本方程  24-25
  2.4 对富氧燃烧锅炉的改造  25-28
    2.4.1 对锅炉本体的改造  26
    2.4.2 富氧燃烧锅炉除尘设备的特性  26-27
    2.4.3 密封问题  27
    2.4.4 金属材料  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章空分系统的投资和能耗分析  29-43
  3.1 空气分离制氧流程简介  29-30
  3.2 空气分离制氧的主要设备  30-34
    3.2.1 空气压缩机  30-31
    3.2.2 分子筛纯化器  31-32
    3.2.3 空分换热设备  32
    3.2.4 膨胀机  32-33
    3.2.5 精馏塔  33-34
  3.3 空分流程设计计算  34-42
    3.3.1 设计参数选择及主要点的状态参数确定  34-36
    3.3.2 装置总的物料平衡  36-37
    3.3.3 装置的总热量平衡  37-38
    3.3.4 主换热器热平衡  38-40
    3.3.5 过冷器热平衡  40-41
    3.3.6 主要技术经济指标的确定  41-42
  3.4 制氧设备投资费用的估算  42
  3.5 本章小结  42-43
第四章 CO_2捕集系统的能耗分析  43-54
  4.1 烟气中捕集CO_2 的技术种类  43-44
    4.1.1 O_2/CO_2 燃烧烟气捕集技术  43
    4.1.2 MEA 吸附烟气捕集技术  43-44
    4.1.3 IGCC+CCS 烟气捕集技术  44
  4.2 气体压缩机的基本原理与结构组成  44-45
    4.2.1 压缩机的基本原理  44-45
    4.2.2 压缩机的基本结构  45
  4.3 O_2/CO_2 燃烧烟气捕集压缩能耗的计算  45-51
    4.3.1 压缩机做功计算模型推导  45-47
    4.3.2 压缩机级中的能量损失  47-48
    4.3.3 压缩机的效率和实际功耗  48-49
    4.3.4 烟气压缩能耗的实际计算  49-51
  4.4 对富氧燃烧烟气的净化  51-53
    4.4.1 闪蒸器  51-52
    4.4.2 精馏塔  52-53
  4.5 本章小结  53-54
第五章富氧燃烧机组脱硫系统的特性分析  54-62
  5.1 SO_2 排放特性  54-55
  5.2 烟气脱硫系统的主要设备介绍  55-58
    5.2.1 烟气再热器  55-56
    5.2.2 增压风机  56-57
    5.2.3 浆液循环泵  57
    5.2.4 吸收塔  57-58
  5.3 烟气脱硫主要能耗分析  58-61
    5.3.1 增压风机选型计算  58-60
    5.3.2 浆液循环泵的能耗分析  60-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章 CO_2捕集技术应用的综合性分析  62-73
  6.1 综合经济性评估模型  62-65
    6.1.1 基建投资费用  62-63
    6.1.2 运行与维护费用  63
    6.1.3 燃煤费用  63-64
    6.1.4 CO_2 产品的价值  64
    6.1.5 净输出功率  64-65
    6.1.6 供电成本和CO_2 减排成本  65
  6.2 综合评估结果与分析  65-68
  6.3 敏感性分析  68-69
  6.4 基于软件IECM 的CO_2 捕集技术的经济性分析  69-72
    6.4.1 IECM 简介  69-70
    6.4.2 基本参数设置  70
    6.4.3 计算结果与分析  70-72
  6.5 本章小结  72-73
第七章结论与展望  73-75
  7.1 主要研究成果  73-74
  7.2 下一步工作展望  74-75
参考文献  75-80
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果  80-81
致谢  81-82
论文摘要  82-90

O_2/CO_2燃烧技术应用的经济可行性分析

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