鍋爐節(jié)能技術(shù)論文
鍋爐節(jié)能技術(shù)論文
鍋爐節(jié)能不僅靠合理的設(shè)備選用還要靠科學(xué)的運(yùn)行技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理了鍋爐節(jié)能技術(shù)論文，有興趣的親可以來閱讀一下!
鍋爐節(jié)能技術(shù)論文篇一
淺談工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)
摘要：工業(yè)鍋爐節(jié)能不僅靠合理的設(shè)備選用還要靠科學(xué)的運(yùn)行技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。本文主要從鍋爐運(yùn)行技術(shù)排煙和燃燒控制等方面著重論述了鍋爐的節(jié)能技術(shù)，對鍋爐的科學(xué)運(yùn)行管理有重要的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：鍋爐 節(jié)能 技術(shù)
1、前言
2009年9月1日起施行的國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局第116號令《高耗能特種設(shè)備節(jié)能監(jiān)督管理辦法》“第二條本辦法所稱高耗能特種設(shè)備，是指在使用過程中能源消耗量或者轉(zhuǎn)換量大，并具有較大節(jié)能空間的鍋爐、換熱壓力容器、電梯等特種設(shè)備”中，將鍋爐列為高耗能設(shè)備。據(jù)國家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2007年全國總耗煤25.8億噸，其中鍋爐用煤達(dá)到22億噸，鍋爐用煤占全國總耗煤的85.3%。如果我國鍋爐的熱效率能夠提高10%，節(jié)約的能耗則相當(dāng)于三峽水庫一年的發(fā)電量。因此，抓好鍋爐節(jié)能工作，提高鍋爐熱效率，節(jié)約能源，減少煙塵對自然環(huán)境的影響，對提高能源利用效率，促進(jìn)節(jié)能降耗，落實(shí)國家《節(jié)能法》有著重要意義。
2、節(jié)能的含義
節(jié)能是應(yīng)用技術(shù)上現(xiàn)實(shí)可行、經(jīng)濟(jì)上合理、環(huán)保與社會上可以接受的方法，來有效地利用能源資源。因此，節(jié)能不是消極地減少能源消費(fèi)量，而是在生產(chǎn)中充分發(fā)揮能源利用潛力，從而以最少的能源消耗獲得最大的社會、經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能應(yīng)促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展，它的積極意義在于使生產(chǎn)量大幅度提高而又不增加或者少增加能源消耗，從而使單位產(chǎn)品的能耗降低。
3、節(jié)能的方式
節(jié)能的主要方式包括：直接節(jié)能與間接節(jié)能。直接節(jié)能是指提高能源的利用效率，降低產(chǎn)品單耗，從而直接減少能源消耗量。間接節(jié)能是指降低原材料消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長設(shè)備壽命以及調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等，引起間接能耗量減少。
4、鍋爐節(jié)能的特點(diǎn)
鍋爐為直接用能設(shè)備，其特點(diǎn)是將各種能量(化學(xué)能、電能等)轉(zhuǎn)換為熱能而加以利用，即包括能量的轉(zhuǎn)換與有效利用兩方面的問題。因此，鍋爐的節(jié)能重點(diǎn)是能源的有效利用與合理使用，即著重直接節(jié)能。
5、鍋爐節(jié)能技術(shù)概述
傳統(tǒng)的鏈條爐式鍋爐普遍存在兩大問題：其一，大氣污染排放超標(biāo)，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，直接影響到人類健康和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展;其二，能源利用率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，熱效率明顯低于發(fā)達(dá)國家。究其原因是鏈條式鍋爐不能適應(yīng)我國煤種、煤質(zhì)多變，造成燃煤引燃過程延遲，爐排的配風(fēng)不均勻，燃燒中可燃?xì)怏w和固體顆粒與空氣混合狀態(tài)差，爐膛中燃燒狀況不良，火焰溫度低，均勻度、飽滿度達(dá)不到要求，導(dǎo)致不能完全燃盡。
鍋爐(本體)能效的主要影響因素：
q2――排煙熱損失;q3――氣體未完全燃燒熱損失;q4――固體未完全燃燒熱損失;q5――散熱損失;q6――灰渣物理熱損失。
5.1排煙溫度
排煙溫度指鍋爐末級受熱面后的煙氣溫度。鍋爐排煙損失q2是鍋爐熱損失中最大的一項(xiàng)。排煙熱損失的大小主要取決于排煙溫度的高低及排煙量的多少。當(dāng)排煙溫度每降低12-15℃，q2可降低1%左右。因此降低排煙溫度是提高鍋爐熱效率的一項(xiàng)有效措施。降低鍋爐排煙溫度主要措施有如下幾種途徑：
5.1.1避免或減少受熱面上的結(jié)渣、積灰和堵灰
對于運(yùn)行鍋爐，排煙溫度升高的主要原因是各處受熱面上的結(jié)渣、積灰和堵灰。結(jié)渣現(xiàn)象多出現(xiàn)在高溫受熱面，如水冷壁、過熱器等，積灰和堵灰現(xiàn)象則多出現(xiàn)在低溫的尾部受熱面上。由于灰渣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，受熱面上結(jié)渣或積灰，將使傳熱熱阻大大增加(灰垢的熱阻大約是鋼鐵的400倍)、傳熱效果降低、排煙溫度升高、鍋爐效率降低。一般受熱面上結(jié)渣1mm厚時需多耗燃料2%～3%(結(jié)渣2mm厚時則需多耗燃料5%左右)。而且受熱面上積了灰渣還會使煙氣流動阻力增大，風(fēng)機(jī)電耗增大，結(jié)渣嚴(yán)重時，還會使鍋爐出力降低。減少受熱面的結(jié)渣、積(堵)灰的主要措施有：1)定期吹灰;2)使用除渣劑或清灰劑;3)避免鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行并減少鍋爐啟停的次數(shù)。
5.1.2增加或改進(jìn)尾部受熱面
許多中小型工業(yè)鍋爐的排煙溫度均在(300℃左右，有的高達(dá)400℃)，此時，宜增設(shè)鍋爐尾部受熱面以降低排煙溫度，尾部受熱面即指省煤器和空氣預(yù)熱器。尾部受熱面工作特點(diǎn)是：受熱工質(zhì)和煙氣溫度均較低，使傳熱溫差較小，在傳熱量相同時，使金屬耗量增加，投資增加。增設(shè)尾部受熱面，會使通風(fēng)阻力增加、風(fēng)機(jī)電耗增加、鍋爐運(yùn)行費(fèi)用增加，因此，排煙溫度并非越低越好。合理的排煙溫度必須從金屬與燃料的比價(jià)、運(yùn)行維修費(fèi)用的增加等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定。顯然在確定排煙溫度時，還應(yīng)確保在額定負(fù)荷條件下，不發(fā)生低溫結(jié)露，以免積灰和腐蝕。
5.2杜絕漏風(fēng)減少排煙量
影響排煙熱損失的另一個重要因素是排煙量。在同樣排煙溫度下，排煙量越大，則q2也將越大。在燃料的成分確定后，排煙量的大小主要取決于助燃空氣量的多少(通常以爐膛的過剩空氣系數(shù)α1表示)和沿程各處煙道的漏風(fēng)量的大小(以漏風(fēng)系數(shù)△α表示)，(其相互關(guān)系如圖1)。
應(yīng)設(shè)法杜絕或減少漏風(fēng)。因漏風(fēng)不僅會使排煙量增大，還可能使排煙溫度提高。這是由于冷空氣漏入后，漏風(fēng)處煙溫降低，使漏風(fēng)點(diǎn)以后所有受熱面的傳熱量減少，從而導(dǎo)致排煙溫度升高。漏風(fēng)點(diǎn)越靠近爐膛對排煙溫度的影響就越大。爐膛和煙道的漏風(fēng)不僅會增大q2，還會增大煙道通風(fēng)阻力和引風(fēng)機(jī)的電耗;爐膛大量漏風(fēng)會降低爐溫，影響燃燒的正常進(jìn)行;當(dāng)漏風(fēng)量過大而超過引風(fēng)機(jī)的抽吸能力時，就會導(dǎo)致鍋爐出力的降低。所以應(yīng)竭力杜絕和減少漏風(fēng)。
5.3合理組織燃燒減少燃燒損失
5.3.1鏈條爐爐排上的燃燒過程
新煤進(jìn)入爐膛后經(jīng)歷烘干、析出揮發(fā)分、揮發(fā)分著火燃燒、焦炭著火燃燒和燃盡階段。上述各階段沿爐排長度方向依次進(jìn)行，但又同時發(fā)生(如圖2)。
5.3.2機(jī)械拋煤鏈條爐的燃燒過程
拋煤機(jī)爐的加煤方式與鏈條爐截然不同。在拋煤機(jī)爐中，燃料是由拋煤機(jī)拋出并播撒在整個爐排面上。由于煤粒大小不同，較大煤塊獲得較大的動能而被拋到較遠(yuǎn)的爐排面上，較小的煤粒因受到較大的爐膛氣流阻力，被拋出的距離較近。所以機(jī)械拋煤鏈條爐爐排移動方向與一般鏈條爐相反，是自爐后向爐前移動，這樣才可使較大的煤塊在爐排上有較長的時間進(jìn)行燃燒并燃盡。機(jī)械拋煤鏈條爐的特點(diǎn)：拋煤機(jī)鏈條爐具有運(yùn)行機(jī)動靈活、煤種適應(yīng)性好、著火條件優(yōu)越、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、爐子封火和拉火再啟動方便等優(yōu)點(diǎn)。同時也存在一定的缺點(diǎn)，如：飛灰熱損失高，飛灰對受熱面磨損較嚴(yán)重，低負(fù)荷時容易冒黑煙等。
5.4合理組織燃燒的措施
5.4.1合理配風(fēng)
空氣是保證燃燒不可缺少的物質(zhì)，空氣供應(yīng)是否充足和合理對鍋爐的安全、經(jīng)濟(jì)性和出力等都有很大的影響。對鏈條爐沿爐排長度和寬度有不同的配風(fēng)要求。
(1)沿爐排長度方向應(yīng)合理配風(fēng)。鏈條爐燃燒各階段所需空
氣量是不同的，爐排中段燃燒最旺盛需空氣量最大;在爐排頭尾兩段以揮發(fā)分和殘?zhí)康娜紵秊橹?，故只需少量空?在新燃料尚未點(diǎn)燃前需極少量空氣甚至不需空氣。應(yīng)指出：當(dāng)燃用不同煤種時，各小風(fēng)室配風(fēng)比例應(yīng)有所調(diào)整，如燃燒無煙煤時，因其揮發(fā)分含量少，著火溫度高，爐排前段應(yīng)少配或不配風(fēng)，若燃燒揮發(fā)分較高的煤時，前段的送風(fēng)量應(yīng)適當(dāng)提高。
(2)沿爐排寬度方向應(yīng)均勻配風(fēng)。沿爐排寬度方向上的合理配風(fēng)方法是均勻配風(fēng)，以使燃燒均勻，防止出現(xiàn)火口等不正常燃燒現(xiàn)象。產(chǎn)生寬度方向上配風(fēng)不均的原因主要有：分流引起水平流速發(fā)生變化、爐排側(cè)密封不嚴(yán)和煤層阻力分布不均。如：采用雙面進(jìn)風(fēng)、采用等壓風(fēng)室等，盡量使水平風(fēng)速保持不變，減少側(cè)漏風(fēng)量，大于50mm的塊煤應(yīng)先進(jìn)行破碎，避免配風(fēng)不均或形成火口。
5.4.2爐膛空間氣流的合理組織
爐膛空間氣流的合理組織，由前后拱、二次風(fēng)來完成。如前所述，從鏈條爐排各處上升的氣體成分很不一致，在爐排頭尾存在大量過?？諝?在爐排中部因燃料層上部存在還原區(qū)而存在許多CO、H 2等氣體。另外，大部分揮發(fā)分及被吹起的細(xì)煤末也是在爐膛中部空間燃燒，尤其在拋煤爐的懸浮空間中細(xì)煤粒更多。為使它們能夠燃盡以減少不完全燃燒損失，需加強(qiáng)空間氣流的混合和攪拌。這可由前、后拱的配合及二次風(fēng)來完成(如圖3)。
后拱的作用是將爐膛后部的過?？諝饧案邷?zé)煔馔葡蚯安?，在由前后拱形成?ldquo;喉口”處與爐膛前部的過?？諝夂蛽]發(fā)分混合，促使可燃?xì)怏w充分燃燒。同時，由于后拱低而長，可減少燃料層對受熱面的直接輻射，保持燃盡階段所需要的溫度，減少機(jī)械不完全燃燒損失及飛灰量。應(yīng)指出，除了上述作用外，前后拱對加快新燃料的著火也起很大作用。
二次風(fēng)的作用是加強(qiáng)爐內(nèi)氣流的攪拌與混合。同時利用兩股二次風(fēng)對吹，可使?fàn)t內(nèi)氣流產(chǎn)生旋渦運(yùn)動，從而增加可燃物在爐內(nèi)的行程，增加燃燒時間。同時，因氣流的旋渦分離作用，可使一部分飛灰落回到爐排上，從而減少飛灰量及機(jī)械不完全燃燒熱損失。對拋煤機(jī)爐而言，為減少揚(yáng)析飛灰損失，二次風(fēng)的正確組織更顯得十分重要。
二次風(fēng)應(yīng)具有足夠的動量，即要有一定的風(fēng)量和風(fēng)速。在總風(fēng)量一定的條件下，為保證爐排上主燃燒的風(fēng)量及爐排的冷卻，一次風(fēng)不宜過小，因此二次風(fēng)量不大，一般占總風(fēng)量的5%～10%，視煤種而異，如煤中細(xì)末過多，二次風(fēng)則多用于攪拌和助燃。二次風(fēng)量不大但風(fēng)壓要高，因流速大才有強(qiáng)的穿透能力，才能起到攪拌和混合作用。二次風(fēng)介質(zhì)可用熱空氣、煙氣或蒸汽。二次風(fēng)噴口裝設(shè)的地點(diǎn)最好能接近煤層，但同時應(yīng)不接觸煤層表面，以免影響煤層的穩(wěn)定。
5.4.3燃料層上燃燒的調(diào)節(jié)與控制
鏈條爐燃燒出力的調(diào)節(jié)可通過改變煤層厚度、送風(fēng)量及爐排速度來實(shí)現(xiàn)，拋煤機(jī)爐中給煤量的調(diào)節(jié)則主要靠改變拋煤機(jī)的轉(zhuǎn)速及爐排速度來實(shí)現(xiàn)。三個可調(diào)因素應(yīng)合理配合以保證燃燒工況正常。好的燃燒工況是：在距煤閘門約0.3m處開始著火，過早可能燒毀煤閘門，過遲則會使燃燒階段推后，以致尚未燃盡就排入灰渣斗;火床上沒有發(fā)黑和噴火發(fā)紅的地區(qū)，火床平整，不冒黑煙，在擋灰板(老鷹鐵)前約0.3～0.5m處燃燒完畢，灰渣呈暗色。
5.5加強(qiáng)絕熱保溫減少散熱損失(q 5)提高鍋爐運(yùn)行的熱效率
5.6保證鍋爐給水品質(zhì)
鍋爐受熱面上結(jié)垢會極大降低傳熱能力(水垢的導(dǎo)熱系數(shù)僅是鋼的1/100～1/200)，使排煙溫度升高，增加燃料消耗;水垢還會影響水循環(huán)的正常進(jìn)行、造成管子過熱甚至爆管。工業(yè)鍋爐的給水必須按規(guī)程規(guī)范要求進(jìn)行給水處理。司爐必須加強(qiáng)對水質(zhì)的監(jiān)查，及時清除水垢，以減少能源浪費(fèi)、提高運(yùn)行安全。
5.7改進(jìn)操作、加強(qiáng)維護(hù)
提高司爐人員操作水平，如上煤、除渣、吹灰、清爐等操作不當(dāng)，還會造成冷風(fēng)漏入爐膛，惡化燃燒，也會浪費(fèi)燃料。鍋爐運(yùn)行一段時間以后，受熱面內(nèi)部會結(jié)垢、外部會積灰，如不及時清除，就會導(dǎo)致傳熱惡化，熱效率下降、煤耗增加;煙道擋火墻如損壞而未及時修理，煙氣就會短路(不經(jīng)受熱面)，使排煙溫度升高，出力下降，熱效率降低;爐墻或門孔裂縫漏風(fēng)、有的閥門不嚴(yán)、漏汽漏水等都會浪費(fèi)大量煤炭。因此，要定期對鍋爐進(jìn)行機(jī)械或化學(xué)清洗、按期進(jìn)行檢修、注意維護(hù)和保養(yǎng)并保持設(shè)備完好，這也是保證鍋爐正常運(yùn)行、節(jié)煤的重要措施。
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