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工业锅炉节能改造十大措施

来源:无损检测人才网 时间:2012-08-24 作者:成德芳 刘小东 陈征宇 浏览量:
文章概况:工业锅炉节能改造十大措施 工业锅炉节能改造十大措施 浙江省特种设备检验研究院成德芳 刘小东 陈征宇 工业锅炉是我国耗能最多的设备之一,每年消耗的能源约4亿吨标煤。目前,我国燃煤工业锅炉平均运行热效率为60-65%,比国外先进水平低15-20%,节能潜力约7000万吨标煤/年。截止到2006年底,浙江省拥有工业锅炉52495台,约占全国总量的1/10,其中大部分为小容量的燃煤工业锅炉,普遍存在着运行负荷及效率低、炉渣含碳量高、排烟损失大等状况。为大力发展循环经济,促进社会的可持续发展,我院在对全省在用工业锅炉的现状、耗能情况以及存在问题进行调研、分析的基础上,对不同的工业锅炉提出以下相应的改造措施。 1. 增 设尾部受热面(节能器) 在燃油(气)锅炉设计中,由于成本考虑和结构限制等因素,锅炉的排烟温度一般比对应的饱和蒸汽温度高50℃左右。如一台WNS4-1.25-Y的燃油锅炉,其对应的饱和蒸汽温度为194℃,所设计的排烟温度为250℃左右,排烟热损失较大。在锅炉尾部烟道增设可分式低成本的尾部受热面,可以降低排烟温度,减小排烟热损失,提高燃油(气)锅炉的热效率。一般排烟温度每降10℃,锅炉热效率能提高1.6%。另外,排烟温度高的燃煤工业锅炉可以通过增加铸铁省煤器,也能起到避免低温腐蚀,降低排烟温度的节能效果。 2. 链 条炉给煤装置改造(分层燃烧技术) 传统链条锅炉中给煤时,煤斗里的煤依靠自身重量,直接落到炉排上,煤被挡板挤压成一定厚度的煤层然后进入锅炉。炉排上燃煤粗细分布不均,细煤处透气性差;粗煤处容易造成火口,形成风量分配不均,甚至导致燃烧的恶化。分层燃烧技术就是通过增加一台特殊的筛分装置将煤按上小下大的顺序,均匀铺撒到炉排上,形成层次分明、疏松有序的煤层。分层燃烧通风性能好,改善了燃烧状况,有效避免了炉排上出现火口和燃烧不均匀的现象,提高了锅炉对煤种的适应性,可有效降低炉渣含碳量,减少漏煤量,降低不完全燃烧热损失。通过改造给煤装置,实现分层燃烧,一般可以提高效率4-5百分点。特别是对10t/h以上带空气预热器的燃煤工业锅炉,节能效果更加显著。 3. 炉 拱改造 在链条炉炉膛的下部,突出于炉膛内,且墙面向下的倾斜式或水平式的炉墙部分也叫炉 44 技 术 研 究 拱,按位置分为前拱、中拱和后拱。炉拱是按设计煤种配置的,对新进入锅炉的煤起着引燃作用和促进炉内烟气混合作用,合适的炉拱对锅炉的燃烧效率和出力有着决定性的因素。实际运行中,链条炉的煤种往往与设计煤种不符。在这种情况下适当改造炉拱的形状及位置,使拱与燃烧使用的煤相适应。可以改善燃烧状况,提高燃烧效率,减少燃煤消耗量。 4. 链 条炉复合燃烧技术 对于正转的链条炉,可考虑对锅炉进行辅助燃烧煤粉改造。在炉侧或炉前,从合适的位置喷入一定量的煤粉到炉膛里燃烧,让锅炉的煤在炉排上燃烧的同时有适量的煤粉在空中燃烧,将炉排平面燃烧和煤粉立体燃烧结合起来,并使其在燃烧过程中互为辅助、扬长避短,具有对负荷变化和煤种变化的双重适应性,达到1+1>2的效果。应用该技术改造链条锅炉,能强化炉内燃烧过程,提高炉膛温度及负荷,降低炉渣中碳的含量,大幅度提高现有锅炉出力及热效率,起到良好的节能效果。 5. 链 条炉改造成循环流化床锅炉 由于锅炉结构的限制,层燃烧炉效率一般较低。对于蒸发量大于10t/h的层燃锅炉可以考虑改造成循环流化床锅炉。循环流化床锅炉小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧,以达到燃尽的目的。改造费用虽然较高,但循环流化床锅炉可以燃用劣质煤,且它的热效率要比层燃锅炉高15%—20%,投资效益远大于投资成本。循环流化床锅炉一般炉内使用石灰石粉脱硫,不但大大减少燃煤锅炉酸雨气体SO2的排放量,而且其灰渣可直接用于生产建筑材料,相应地降低了锅炉运行成本。 6. 燃 煤炉改煤气化燃烧 煤炭气化是指在一定温度、压力下,以煤、半焦或焦炭为原料,以空气、富氧、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介质,使煤经过部分氧化和还原反应,将其在所含碳、氢等物质转化成为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。经气化,使煤的潜热绝大部分转变为煤气的潜热。通过燃煤炉改为煤气化燃烧,可提高热效率5%~15%。该技术主要是改煤直接燃烧为煤气燃烧,提高燃烧效率和燃尽率,同时防止粉尘排放。 7. 蒸 汽冷凝水回收 常规锅炉出口蒸汽很多用来作热源间接加热,而实际上被使用的仅仅是蒸汽的潜热,蒸汽的湿热—冷凝水所具有的热量几乎全部被丢弃。实际上,部分冷凝水所具有的热量可达蒸汽全部热量的20%一30%,且压力、温度越高,冷凝水具有的热量就越多,占蒸汽总 45 技 术 研 究 热量的比例也就越大。利用好这部分热量可收到很好的节能效益。通过加设冷凝水回收装置,不但节约了工业用水及锅炉给水处理费用,更提高了锅炉的效率,节约了燃料。 8. 集 中供热 零星分散的小锅炉效率低、能源利用率差、环境污染严重。在用热相对集中的区域,优先采用区域集中供热,利用高效率大容量锅炉代替分散小锅炉的统一供热。相对集中的区域内,大型锅炉热效率提高所获得的效益足以补偿热网系统输送热量所产生的损失,集中供热可降低企业及用热单位的投入及维护成本,节约燃料,提高能源的利用率。在用汽量大的区域,可以考虑热电联产,建立供热为主,发电为辅的热电厂。在同样的供热条件下,利用热电联产,可获得额外的电能。 9. 增 设自动控制装置 通过增设锅炉自动控制装置,对锅炉给水、给煤、鼓风、引风等进行自动控制,使锅炉的汽包水位、蒸汽压力控制在一定的波动范围内上,以保证锅炉的安全、稳定运行。锅炉系统中包含鼓风机,引风机,给水泵等大功率电动机,由于锅炉本身特性和选型的因素,这些辅机大部分时间里是不会满负荷输出的,原有方式采用阀门和挡板控制流量,浪费非常严重。通过选用变频风机及其他自动控制措施可以节电30%-40%。同时自动控制根据用汽量与压力的变化调整燃料量与送风量,保证燃料的充分燃烧及热量的充分利用,提高锅炉效率。 10. 增 设蒸汽蓄热器 锅炉使用过程中,很多单位往往只是阶段性用汽或用汽量不均。可考虑增设蒸汽蓄热器以降低由于锅炉负荷波动而造成的效率降损失。当蒸汽使用量不大时,将剩余蒸汽以通过喷嘴进入蓄热器,使蓄热器内的水温和压力逐渐上升,直到额定压力下的饱和温度,完成热能的储存。当蒸汽使用量增大时,就由蓄热器供汽,完成放热过程。在生产用汽负荷波动大的热力系统中,合理设置蓄热器,可以起到“削峰填谷”的作用,保证蒸汽量和蒸汽压力稳定,使锅炉在平均负荷工况下稳定运行。 以上仅简单介绍一些基本和常见的锅炉节能改造措施,还有很多节能措施等待我们去研究和利用。锅炉改造的基本原则是在安全的基础上,根据原锅炉的结构和负荷特点,参照使用燃料品种,提高燃烧效率,尽可能地降低各种热损失及维护运行成本。同时,应对包括使用单位管理人员、司炉在内的相关工作人员进行节能技术培训,加强锅炉节能监管和考核,切实提高工业锅炉的能源利用率,为达到“十一五”规划纲要提出的节能目标而努力。
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