燃烧过程的在线场参数测量_周昊岑可法编著.pdf

燃烧发电系统能源高效清洁利用丛书燃烧过程的在线场参数测量On Line Measurement Techniques of FieldParameters in Combustion Process周吴岑可法编著斜学出版社北京“燃煤发电系统能源高效清洁利用丛书”编委会主编：杨勇平华北电力大学编委：彭苏萍院士（中国矿业大学）宣益民院士（南京航空航天大学）】虎维岳研究员（中国煤炭科工集团西安研究院）刘吉臻院士（华北电力大学）金红光院士（中国科学院工程热物理研究所）】郭烈锦院士（西安交通大学）姚强教授（清华大学）张兴教授（清华大学）杨勇平教授（华北电力大学）周吴教授（浙江大学）】段远源教授（清华大学】杜小泽教授（华北电力大学）严俊杰教授（西安交通大学）“燃煤发电系统能源高效清洁利用丛书”序大容量、高参数燃煤发电是目前煤炭资源最高效的利用形式，也是燃煤污染物集中治理最可行的技术途径，已成为大多数发达国家煤炭资源的主要利用方式燃煤发电的技术进步，一直以提高蒸汽参数、增加单机容量、优化热力系统、提高发电效率和控制污染排放为主题，历经从低容量、亚临界到大容量、超临界和超超临界的发展，将来还有望在更高参数的超超临界发电技术上继续取得突破，燃煤发电效率可接近甚至超过50%。同时，燃煤发电污染物控制技术不断取得进步，可望达到比燃气发电更为清洁的排放水平。燃煤发电的功能也将更加丰富，除单纯的电力供应和热电联产之外，燃煤发电系统还可通过多过程匹配、能量梯级利用等途径，大规模接纳和吸收太阳能等可再生能源，大幅度降低对煤炭等化石能源的消耗，具有实现能效提高与清洁排放协同的巨大潜力。燃煤发电是我国电力能源供应的重要保障，对实现节能优先的战略目标具有决定性作用。目前，我国已形成以大容量、高参数燃煤机组为主体的电源结构，燃煤发电与国际先进水平的差距显著缩小。但我国燃煤发电既面临多变煤质、复杂环境条件等恶劣运行条件的挑战，同时，我国的资源禀赋还决定了，在未来的新能源电力系统中，燃煤发电还需承担电力系统调峰功能，频繁偏离设计工况运行，因此，实现燃煤发电系统能源的高效清洁利用，面临重大的理论与技术创新需求和挑战。近年来，基于我国大容量、高参数机组为主体的燃煤发电能源结构，在适应复杂多变煤质输入、承担电力系统深度变负荷调峰功能、大规模接纳可再生能源，以及燃煤污染物集中治理等前提条件下，围绕燃煤发电系统能源高效清洁利用，我国能源科技工作者从高参数能质输运关键单元过程、燃煤发电热力系统以及与环境资源耦合的角度开展了深入探索，取得了重要进展：揭示燃煤发电燃煤化学能的安全、高效和清洁释放及热质输运规律，奠定高参数机组全工况高效运行和清洁排放的理论基础。高参数电站锅炉的高效清洁燃烧机制，炉膛内气固多相燃烧的空气动力场、温度场、氧量场和固相浓度场的多场协同和精密组织，及其对大尺度燃烧空间的适应性，是保证炉内清洁高效燃烧的基础。伴随炉内低氮燃烧、易结渣腐蚀燃料和高温耐热钢的应用，相应产生炉膛高温腐蚀、结渣积灰，以及锅侧氧化膜脱落，已成为清洁高效燃烧和热能安全高效传递的主要制约因素。炉侧及锅侧介质的热力学状态精细表征、炉侧积灰及锅侧氧化膜的动力学生长特性的精确预测，以及对工质水动力学及传热特性