某某公司項(xiàng)目立項(xiàng)申請(qǐng)書word版本

1、2021年度科研與工藝攻關(guān)工程立項(xiàng)申請(qǐng)報(bào)告工程名稱：連續(xù)蓄熱式熱交換過程模型2021年3月12日蓋章第一章工程概況1.1 工程名稱1.2 工程承當(dāng)部門1.3 工程所屬領(lǐng)域1.4 工程現(xiàn)狀概述第二章工程研發(fā)必要性2.1 概述2.2 國(guó)內(nèi)開展概況第三章工程關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)施方案3.1 研制方案3.2 初步指標(biāo)第四章設(shè)計(jì)、試制技術(shù)難點(diǎn)第五章完成工程所需條件5.1 具備的研究根底5.2 參加部門及需要承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)第六章工程研制進(jìn)度安排6.1工程整體進(jìn)度安排第七章投資估算第八章市場(chǎng)前景及效益分析第一章工程概況1.1 工程名稱：連續(xù)蓄熱式熱交換過程模型1.2 工程承當(dāng)部門所屬部門負(fù)責(zé)人職務(wù)專業(yè)特長(zhǎng)技術(shù)部技術(shù)部長(zhǎng)

2、熱能工程工程部工程部經(jīng)理工程治理、施工工藝部工藝部部長(zhǎng)機(jī)械加工及工藝1.3 工程所屬領(lǐng)域：冶金行業(yè)工業(yè)爐窯專業(yè).1.4 工程研發(fā)背景概述上世紀(jì)80年代英國(guó)開發(fā)了新式的蓄熱式燃燒技術(shù)RCB技術(shù),簡(jiǎn)稱換向蓄熱式.該技術(shù)回收煙氣廢熱達(dá)85%以上,這些熱量又返回爐中助燃,減少了燃料消耗,經(jīng)濟(jì)效益大,該技術(shù)被國(guó)際上稱之為21世紀(jì)的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)之一.90年代末,我國(guó)引進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)以后,在鋼鐵行業(yè)中廣泛應(yīng)用.但在有色加工行業(yè),由于熔煉爐與軋鋼加熱爐的區(qū)別一個(gè)是非連續(xù)加熱爐,一個(gè)是連續(xù)加熱爐,換向式蓄熱式在熔煉爐上使用不能將蓄熱式燃燒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)完全發(fā)揮,所以采用該技術(shù)的有色加工企業(yè)較少.現(xiàn)在連續(xù)穩(wěn)定火焰蓄熱式

3、燃燒技術(shù)簡(jiǎn)稱連續(xù)穩(wěn)定火焰蓄熱式,是專門針對(duì)有色加工行業(yè)尤其是鋁加工行業(yè)開發(fā)的,它解決了換向蓄熱式存在的問題,它使蓄熱式燃燒技術(shù)又上了一個(gè)新的臺(tái)階.第二章工程研發(fā)必要性2.1概述高溫空氣燃燒技術(shù)在國(guó)內(nèi)工業(yè)爐上得到廣泛應(yīng)用.目前主要是切換式蓄熱燃燒系統(tǒng).它是由燃燒器、換向閥、蓄熱器與限制系統(tǒng)構(gòu)成.燃燒器成對(duì)布置,當(dāng)其中一個(gè)燃燒器工作時(shí),另一個(gè)燃燒器作為排氣裝置,同時(shí)用煙氣的余熱來加熱與該燃燒器相連的蓄熱體.根據(jù)設(shè)定的時(shí)間換向閥換向后,兩個(gè)燃燒器更換工作狀態(tài),原來處于燃燒狀態(tài)的燃燒器改為排放煙氣,另一個(gè)燃燒器開始點(diǎn)火.這種成對(duì)布置的燃燒器交替工作的方式使得兩組蓄熱體可以實(shí)現(xiàn)交替吸熱放熱的熱工過程.與

4、傳統(tǒng)的燃燒技術(shù)相比,切換式蓄熱燃燒系統(tǒng)的有點(diǎn)主要表達(dá)在以下幾個(gè)方面：1可以能最大限度回收高溫?zé)煔獾挠酂?極大程度地降低了加熱爐的排煙損失,到達(dá)了有效利用能源的目的.2可使預(yù)熱空氣溫度到達(dá)800c1200Co由于高溫預(yù)熱空氣所具有的物理熱增加提升了爐內(nèi)的理論燃燒溫度,使得原來不能用于高溫工業(yè)爐窯的低發(fā)熱值發(fā)生爐煤氣和高爐煤氣,轉(zhuǎn)化為可用于軋鋼和煉鋼等工業(yè)爐用的燃?xì)?擴(kuò)展了燃料的范圍.3可減少NOx生成量,減輕環(huán)境污染.4在高溫空氣燃燒技術(shù)中,空氣噴口和燃料噴口之問有一間隔,在空氣與燃?xì)饣炫_(tái)前,高速的空氣射流卷吸一定量的爐內(nèi)煙氣,使助燃空氣中的含氧量降低到15%或更低.這樣,燃?xì)馀c低含氧濃度的助燃

5、空氣混合,使得火焰的峰值溫度降低并滯后,火焰拉長(zhǎng),爐內(nèi)的溫度分布均勻,有利于提升被加熱產(chǎn)品的質(zhì)量.5根據(jù)蓄熱燃燒的理論,在滿足高溫與貧氧兩個(gè)條件時(shí),通過合理組織爐的燃燒,蓄熱式燃燒系統(tǒng)可以節(jié)約燃料,降低二氧化碳的總的排放量；使加熱空間溫度更加均勻；降低氮氧化物的排放濃度等.實(shí)際的生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí),在絕大多數(shù)的工業(yè)爐上應(yīng)用蓄熱燃燒系統(tǒng)都能不同程度的實(shí)現(xiàn)上述的節(jié)能減排效果,如臺(tái)車爐、熔鋁爐等.系統(tǒng)本身已經(jīng)比擬成熟.但對(duì)不用高爐煤氣為燃料的連續(xù)式加熱爐,那么節(jié)能效果并不明顯.相同的工況條件下,當(dāng)采用單預(yù)熱蓄熱燃燒時(shí),在軋鋼連續(xù)加熱爐的上熱效率較連續(xù)式加熱爐稍低.國(guó)內(nèi)十多年的使用經(jīng)驗(yàn)說明,切換式蓄熱燃燒技

6、術(shù)以下缺乏需要改良：1蓄熱室與燃燒器必須成對(duì)配置.2蓄熱室在換向時(shí),存在容積效應(yīng),造成了能量和燃料的浪費(fèi).當(dāng)蓄熱室內(nèi)蓄熱體由放熱狀態(tài)切換到吸熱狀態(tài)時(shí),原本向爐內(nèi)通入經(jīng)過預(yù)熱的空氣或煤氣,隨排放的煙氣一起排放到爐外.3換向閥在蓄熱系統(tǒng)對(duì)于空氣和煙氣換向的同時(shí),燃燒系統(tǒng)也進(jìn)行換向,增加了不平安的因素.4由于頻繁的換向會(huì)引起燃燒的波動(dòng),壓力場(chǎng)的波動(dòng).蓄熱式換向燃燒技術(shù)是間歇式排煙、脈沖式燃燒,換向時(shí)間約為38s.蓄熱式燃燒器既是燃燒介質(zhì)煤氣、空氣的通道,又是煙氣放熱強(qiáng)制排放的通道.在同一燒嘴煤氣、空氣燃燒和排煙的間隙,爐膛壓力會(huì)產(chǎn)生很大波動(dòng).同時(shí)由于燃料是換向式燃燒,致使燒嘴造成堵塞、結(jié)焦、斷火、不

7、燃、爆鳴、爆燃等問題.鑒于換向式蓄熱燃燒系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的一些缺乏,早在1995年,德國(guó)WS公司和Asper就開始了連續(xù)式蓄熱燃燒技術(shù)的研究.研究者又提出了一種新型的蓄熱技術(shù),那就是連續(xù)式蓄熱燃燒技術(shù).與切換式蓄熱燃燒系統(tǒng)相比,連續(xù)式蓄熱燃燒系統(tǒng)保持了切換式燃燒系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服了它的某些缺乏.概括起來有以下優(yōu)點(diǎn)：1連續(xù)、穩(wěn)定火焰的蓄熱式高溫空氣燃燒系統(tǒng)不用再另外設(shè)置傳統(tǒng)燃燒器先將爐溫提升到800C以上再開啟蓄熱系統(tǒng)的方法,或者采用長(zhǎng)明燈或值班燒嘴連續(xù)點(diǎn)燃換向燃燒的燒嘴的方法.由于燃料供給是連續(xù)的,可以連續(xù)調(diào)節(jié)火焰的大小,所以剛剛裝完冷料的爐子或烘爐也可以正常使用蓄熱式系統(tǒng).這樣簡(jiǎn)化了系統(tǒng),

8、又降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度.2燃?xì)夤艿琅c煙氣/空氣供給管道別離,所以蓄熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題不會(huì)影響正常生產(chǎn).3燃?xì)獠恍枳詣?dòng)切換裝置,解決了切換式高溫空氣燃燒技術(shù)中的燒嘴堵塞、結(jié)焦、斷火、不燃、爆鳴、爆燃等問題.4在爐體建設(shè)上保持原有爐型不變,對(duì)于燃燒系統(tǒng)來講,保持原有燒嘴或減少燒嘴的數(shù)量,不改變?cè)械娜紵绞?既適于新爐,也可用于舊爐節(jié)能改造.5占地少、安裝簡(jiǎn)便、全自動(dòng)限制.這種不改變?cè)腥紵到y(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定火焰蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)的創(chuàng)造,為蓄熱式燃燒技術(shù)的推廣提供了更大的支持.2.2國(guó)內(nèi)開展概況目前,連續(xù)穩(wěn)定火焰蓄熱式技術(shù)的節(jié)能原理及實(shí)現(xiàn)的方法、關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計(jì)都已成型,國(guó)內(nèi)在2002年就開始了這方面

9、的研究工作,取得了成果,在晉能集團(tuán)鋁材公司的熔鋁爐上首先使用了連續(xù)式蓄熱燃燒技術(shù),取得了理想的效果.但是針對(duì)這種新型的蓄熱燃燒技術(shù)在冶金行業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)還是很匱乏,對(duì)應(yīng)用中的節(jié)能數(shù)據(jù)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證.我們下一步重點(diǎn)研究的放心就是建立連續(xù)蓄熱式熱交換過程模型,分析各種工況下的節(jié)能效果及相關(guān)數(shù)據(jù).第三章工程關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)施方案3.1 研制方案結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于蓄熱燃燒技術(shù)的科研成果與我國(guó)工業(yè)爐上應(yīng)用過程中遇到的問題,我們提出一套可實(shí)現(xiàn)連續(xù)燃燒的高溫空氣燃燒技術(shù)方案.首先研制出專用于蓄熱燃燒系統(tǒng)的四通換向閥.這種換向閥可以用在高溫環(huán)境中保持良好的密封性能和較小的阻力.其原理如圖1和圖2.該套系統(tǒng)由燃燒

10、器、換向閥、蓄熱體、風(fēng)機(jī)與限制系統(tǒng)組成.圖1所示為連續(xù)式蓄熱燃燒系統(tǒng)的第一種工作狀態(tài).在這種工作狀態(tài)下,高溫?zé)煔饨?jīng)過高溫?fù)Q向閥到蓄熱體B,蓄熱室B內(nèi)蓄熱體被加熱,同時(shí)高溫?zé)煔獗焕鋮s到200度以下經(jīng)低溫?fù)Q向閥、引風(fēng)機(jī)排出,煙氣的顯熱被蓄熱體B吸收并貯存；來自鼓風(fēng)機(jī)的常溫空氣經(jīng)過上一周期已經(jīng)加熱的高溫蓄熱體A后被預(yù)熱為高溫助燃空氣,同時(shí)蓄熱體A被冷卻,經(jīng)高溫?fù)Q向閥到燃燒器.圖1連續(xù)式高溫空氣燃燒系統(tǒng)-經(jīng)過半個(gè)周期后,高溫?fù)Q向閥與低溫?fù)Q向閥同時(shí)換向后,系統(tǒng)進(jìn)入第二種工作狀態(tài).從圖1與圖2可知,低溫?fù)Q向閥到風(fēng)機(jī)的管道內(nèi)氣流方向保持不變,同時(shí)高溫?fù)Q向閥到燃燒器的管道內(nèi)氣流的方向也保持不變.如圖2所示,在

11、這種工作狀態(tài)下,高溫?zé)煔饨?jīng)高溫?fù)Q向閥后到蓄熱體A,蓄熱體A被加熱；同時(shí),常溫空氣經(jīng)蓄熱體B被加熱成為高溫助燃空氣,經(jīng)高溫?fù)Q向閥進(jìn)入到燃燒器.由以上分析可知,通過一對(duì)蓄熱體、一對(duì)四通換向閥的組合可以得到連續(xù)穩(wěn)定的高溫空氣,只要持續(xù)供給燃?xì)?便可以得到連續(xù)的蓄熱式燃燒方式.這種連續(xù)穩(wěn)定的蓄熱燃燒方式可以對(duì)空氣、燃?xì)膺M(jìn)行連續(xù)限制從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰的連續(xù)限制.通過實(shí)踐和數(shù)值模擬可知,煙氣初步冷卻可以降低200c以上.高溫助燃空氣在這一階段也得到進(jìn)一步的加熱,可升溫200c左右.到達(dá)高溫?fù)Q向閥的煙氣溫度在1000c以下,這有利于高溫?fù)Q向閥的長(zhǎng)期正常運(yùn)行.采用這樣的連續(xù)式蓄熱燃燒方式以后,在冷卻高溫期氣蓄

12、熱體A高溫助增空氣高溫?zé)煔饧訜嶂伎諝庑顭岵栏邷刂伎諝夤艿郎峡梢越右粋€(gè)燃燒器,也可以根據(jù)實(shí)際需要,接多個(gè)燃燒器.為了將熱損失降到最小,每個(gè)燃燒器可以配一個(gè)高溫?fù)Q向閥,整套燃燒系統(tǒng)只用一個(gè)總的低溫?fù)Q向閥.所有這些燃燒器都可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)燃燒,且燃燒的強(qiáng)度也較切換式蓄熱燃燒方式容易調(diào)節(jié).高溫姍氣高溫助燃空氣高溫?zé)煔鈭D2連續(xù)式高溫空氣燃燒系統(tǒng)-3.2 初步指標(biāo)制定合理的熱交換流程；設(shè)計(jì)合理的高溫?zé)煔夤艿?、燃?xì)馊加凸艿篮椭伎諝夤艿赖牟贾?；確定合理的蓄熱器和多通道燒嘴；在以上相同的條件下,通過實(shí)驗(yàn)得出不同燃料的噸鋼單耗和節(jié)能率.如下表燃料種類改造前單耗燃料單位/t鋼改造前單耗燃料單位/t鋼節(jié)能率燃料單位

13、燃料燃燒值天然氣油城巾煤氣發(fā)生爐煤氣第四章設(shè)計(jì)、試制技術(shù)難點(diǎn)4.1 雖然在原理上已經(jīng)得到正確的驗(yàn)證,但是,要實(shí)現(xiàn)這種連續(xù)穩(wěn)定火焰蓄熱式換熱過程,需要設(shè)計(jì)出合理的換向閥和燒嘴,特別是這種三通道的蓄熱式燒嘴,每個(gè)燒嘴要與兩個(gè)換向閥進(jìn)行配合.要想與換向閥實(shí)現(xiàn)合理、緊湊、高效的配合,需要不斷的實(shí)驗(yàn)和改良.4.2 通過試驗(yàn)得出一種最為理想的蓄熱體材料.由于是連續(xù)穩(wěn)定火焰的蓄熱,所以對(duì)蓄熱體的要求較嚴(yán)格,應(yīng)該到達(dá)一定的要求,比方傳熱速度快,傳熱效率高,不易破裂變形等.4.3 如何通過集中的自動(dòng)化限制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)整個(gè)燃燒和熱交換系統(tǒng)高效、節(jié)能.最大程度地到達(dá)最正確狀態(tài).第五章完成工程所需條件5.1 具備的研究

14、根底表一：工程主要研發(fā)技術(shù)人員表姓名職稱職務(wù)專業(yè)工程師技術(shù)部長(zhǎng)熱能工程工程師設(shè)備部長(zhǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)電氣工程師電氣助理自動(dòng)化限制建造師工程經(jīng)理土木工程建造師工程助理土木工程工程師工藝部長(zhǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)工程師工藝助理機(jī)械設(shè)計(jì)5.2 參加部門及需要承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)表二：參加部門及需要承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)部門需要承當(dāng)?shù)娜蝿?wù)工B負(fù)責(zé)關(guān)鍵設(shè)備的加工和制造,提出修改建議工程部負(fù)責(zé)設(shè)備的安裝和調(diào)試,提出改良建議采購(gòu)部負(fù)責(zé)設(shè)備和原材料的采購(gòu)財(cái)務(wù)部為技術(shù)研發(fā)和實(shí)驗(yàn)提供資金支持第六章工程研制進(jìn)度安排6.1工程整體進(jìn)度安排工程研制周期：2021年一2021年5月表三：工程各年份進(jìn)度安排表年份預(yù)計(jì)完成的工作內(nèi)容2021年3月制定出整體方案,確定實(shí)

15、驗(yàn)的場(chǎng)地,規(guī)模大小等2021年4月-7月詳細(xì)設(shè)計(jì)過程,期間會(huì)組織各部門進(jìn)行審查2021年8月-12月工藝部組織設(shè)備的加工和制造；工程部制定施工方案并開始施工；采購(gòu)部負(fù)責(zé)設(shè)備和材料的采購(gòu)2021年1月整體驗(yàn)收,并具備實(shí)驗(yàn)條件2021年2月-4月相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)駐實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行跟蹤,并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)2021年5月分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,建立實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷谄哒峦顿Y估算該工程2021年投資概算為540萬(wàn)元,詳細(xì)情況如下表:表二：投資估算表序號(hào)工程費(fèi)用萬(wàn)元費(fèi)用說明1設(shè)計(jì)費(fèi)120數(shù)據(jù)分析,論證,技術(shù)轉(zhuǎn)讓.2專用費(fèi)30購(gòu)置專用設(shè)備、儀器等.3材料費(fèi)220各種原材料,輔助材料費(fèi)以及購(gòu)置過程中的

16、裝卸、運(yùn)輸費(fèi)用.4外協(xié)費(fèi)80相關(guān)設(shè)備的外協(xié)制造、加工等.5差旅費(fèi)10各相關(guān)人員的試驗(yàn)、考察、調(diào)研、交流等過程產(chǎn)生的費(fèi)用.6會(huì)議費(fèi)6研發(fā)過程中為開展學(xué)術(shù)研討、咨詢、評(píng)審以及項(xiàng)目協(xié)調(diào)等活動(dòng)而發(fā)生的費(fèi)用.7事務(wù)費(fèi)15用研發(fā)過程中所有知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面的費(fèi)用8專家咨詢費(fèi)10支付給臨時(shí)聘請(qǐng)的咨詢專家的費(fèi)用.9燃料動(dòng)力費(fèi)10直接消耗的水、電、氣、燃料等費(fèi)用.10固定資產(chǎn)使用費(fèi)8直接使用固定資產(chǎn)而發(fā)生的費(fèi)用.11工資及勞務(wù)費(fèi)10各相關(guān)人員的工資和勞務(wù)費(fèi)12治理費(fèi)8日常消耗、業(yè)務(wù)招待、人員培訓(xùn)等產(chǎn)生的費(fèi)用.13不口預(yù)見費(fèi)13合計(jì)540第八章主要風(fēng)險(xiǎn)分析該工程技術(shù)含量高,節(jié)能效果最為理想,應(yīng)用范圍廣.雖然從技術(shù)的角度來講,推廣的前景很大,但是在實(shí)際的推廣中會(huì)有一些困難和風(fēng)險(xiǎn),其中主要風(fēng)險(xiǎn)就是市場(chǎng)的案例太少,說服力弱,特別是對(duì)于大中型的國(guó)有企業(yè),必須用