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小型余热发电控制系统方案设计开题报告

 2020-04-13 11:04  

1. 研究目的与意义(文献综述)

  1. 目的及意义(含国内外的研究现状分析)

    1.1目的及意义

    医疗垃圾是指医疗机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物,具体包括感染性、病理性、损伤性、药物性、化学性废物。这些废物含有大量的细菌性病毒,而且有一定的空间污染、急性病毒传染和潜伏性传染的特征,如不加强管理、随意丢弃,任其混入生活垃圾、流散到人们生活环境中,就会污染大气、水源、土地以及动植物,造成疾病传播,严重危害人的身心健康。所有医疗垃圾与生活垃圾不可以混放。

    根据研究,医疗垃圾中占总重量92%的组分为可燃性成分,不可燃成分仅为8%,在一定温度和充足的氧气条件下,可以完全燃烧成灰烬。焚烧处理是一个深度氧化的化学过程,在高温火焰作用下,焚烧设备内的医疗垃圾经过烘干、引燃、焚烧三个阶段将其转化成残渣和气体,病原微生物和有害物质在焚烧过程中也因高温而被有效破坏,还能有效实现减容和减重。焚烧法适用于各种传染性医疗垃圾,是医疗垃圾处理领域的主流技术。

    垃圾焚烧产生的高温燃料气可作为热能回收利用,性质稳定的残渣可直接填埋处理。经过焚烧处理后,垃圾中的细菌、病毒能被彻底消灭,各种恶臭气体得到高温分解,烟气中的有害气体经过处理达标后排放,而且固体废物经过焚烧,一般体积会减少80~90%。可见,焚烧处理是实现垃圾无害化、减量化和资源化的最有效途径之一。为了充分利用燃烧余热,设置与焚烧炉相匹配的余热锅炉,采用余热发电的方式可以将医疗垃圾实现高效率能源化应用。

    1.2垃圾焚烧发电的现状与发展

    1.2.1国外垃圾发电的现状

    医疗废物作为特殊的一种危险废物,其处理技术随着生活废物处理技术的发展而发展。生活垃圾焚烧是最早从 19 世纪 80 年代开始发展的技术,在最初阶段,由于焚烧炉技术不够成熟,垃圾焚烧技术进步十分缓慢,从 20 世纪 60 年代开始,由于垃圾量的剧增和石油危机的影响,部分发达国家为了实现垃圾的“资源化”“减量化”,垃圾焚烧发电技术成为最佳选择,同时解决了垃圾减量化和电力缺乏的资源化问题。下表为欧美及日本各国生活垃圾处置情况。

    表1-1欧美及日本各国生活垃圾

    国别

    卫生填埋

    焚烧

    堆肥

    处理率

    美国

    70%

    25%

    5%

    100%

    日本

    28%

    66%

    1.4%

    95.4%

    德国

    71%

    25%

    1%

    97%

    英国

    89%

    10%

    <1%

    100%

    法国

    60%

    10%

    20%

    90%

    荷兰

    61%

    23%

    16%

    100%

    瑞士

    15%

    70%

    14%

    99%

    意大利

    86%

    13%

    1%

    100%

    瑞典

    65%

    33%

    2%

    100%

    丹麦

    32%

    66%

    2%

    100%

    比利时

    62%

    27%

    9%

    98%

    新西兰

    64%

    30%

    6%

    100%

    澳大利亚

    65%

    24%

    11%

    100%

    目前,我国生活垃圾的处理技术主要以填埋、堆肥和焚烧为主。其中,填埋约占全部处置总理的70%以上,堆肥约占20%以上,焚烧量甚微。这几种处理方式都各有优缺点,其中焚烧处理具有减量效果明显、无害化彻底、占地量小、可回收能源用于供热和发电等优点,符合我国可持续发展战略的要求,正日益受到人们的重视。

    1.2.2国内垃圾焚烧炉技术对比

    目前世界各地应用的垃圾焚烧设备达到200多种,但应用广泛、具有代表性的垃圾焚烧技术主要有四大类,即循环流化床焚烧炉技术、回转窑焚烧炉技术、炉排型焚烧炉技术以及垃圾热解气化焚烧炉技术。

    从焚烧方式看,循环流化床有很多优点,但在用于处理我国低热值垃圾时存在入炉垃圾需要分拣、要求入炉垃圾热值较高等问题,并且为了提高垃圾热值和稳定焚烧,还需要添加一定比例的辅助燃料,因此需谨慎采用;回转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物,且容量较小,在城市垃圾的处理中应用并不多;用垃圾热解气化焚烧炉来处理生活垃圾是一种新型的燃烧技术,它具有燃烧充分、热效率高、炉渣热灼率低、烟气污染指标易控制等优点,但单炉处理能力受炉膛直径的限制而较难提高。

    1.2.3.国内垃圾发电控制技术现状

    从国外垃圾处理发展的过程及我国目前垃圾的处理情况分析,要满足国内垃圾处理迫切的需求,垃圾焚烧是垃圾处理的主导方向。要实现垃圾处理的无害化、减量化和资源化,只有垃圾焚烧发电技术能真正做到。资源化使1吨垃圾可发电300千瓦时,每天燃烧1200吨垃圾,日发电量可达30万千瓦时;减量化可使不可回收成分减小到1~3%;无害化真正做到了在垃圾焚烧过程中的渣、气、水均不再产生二次污染。垃圾焚烧发电既保护了环境,又节约了能源,若是加强发展,前途不可限量,为社会做出卓越的贡献。

    我国的垃圾焚烧发电技术的发展较晚,大部分是成套引进国外技术,垃圾焚烧发电厂所使用的DCS控制系统也是引进的国外系统,成本较高。而且,国外DCS系统价格昂贵、服务不及时,以及国内技术人员对国外系统的应用不够熟练等,使得生产中出现的问题得不到有效的解决。



2. 研究的基本内容与方案

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本内容与目标主要有如下几点:

  1. 了解余热发电系统在国内外的发展情况,学习余热发电系统的组成与原理

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    3. 研究计划与安排

    3.进度安排

    1-2周:查阅国内外文献,了解余热发电系统及其控制系统的基本概念,了解他们的工作原理及发展动态,完成开题报告;

    3-4周:翻译5000以上汉字的英文资料,翻译基本准确;

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    4. 参考文献(12篇以上)

    4.参考文献

    [1]郑世伟,鲍建镇,张茂,陈垒,李虎.我国城市生活垃圾焚烧发电市场现状及前景[j].再生资源与循环经济,2017,10(04):19-22.

    [2]张莉莉. 生活垃圾焚烧发电厂低温烟气余热发电(有机朗肯循环)技术研究[d].华北电力大学(北京),2017.

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