锅炉怎样节能降耗?
1、加强管理、注重考核锅炉房的管理人员和司炉工的技术水平对锅炉运行效率起了重要的作用,通过对锅炉房的管理人员和操作人员的强化培训,提高锅炉操作人员和管理人员专业知识。实行合理的考核奖惩,开展运行班组间的节能竞赛,提高司炉人员的节能意识和责任心。熟悉掌握系统和设备功能,定期对设备进行维护保养。加强水质管理,定期清理水垢;在水质符合GB/T1576《工业锅炉水质》标准要求基础上减少排污量,排污量应控制在5%以下,最佳为2%;应防止各种管道、阀门漏汽漏水,总泄漏量不超过2%- 3%。使系统和设备在最佳状态下工作。
2、 采用冷凝水回收技术节能无论煤炉或油(气)炉,它们所产生的蒸汽经过生产用热设备后生成的冷凝水,在用工业锅炉中95%以上用户未对冷凝水进行回收,大部分是当废水排掉了,其实这部分冷凝水温度可高达60-100℃且水质好,如果进行回收利用回收后可节省水处理费用,也可降低油(气)耗和煤耗,从已有的冷凝水回收案例来
看,节能可达10-15%,不失为一种高效率、低投入的节能方法。
3、 隔热保温节能不少在用工业锅炉炉体、蒸汽管道及耗热设备裸露空中或只采取简易保温,大量热能在传输过程中散发。如对锅炉炉体、蒸汽管道及耗热设备实施隔热,保温节能效果明显。
4、 控制系统节能改造工业锅炉控制系统节能改造有两类,一是燃煤锅炉的主要辅机鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关,用适当的调速技术,按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量,维持锅炉运行在最佳状况,一方面可以节约锅炉燃煤,又可以节约风机的耗电,节能效果是很好的。二是将原来的手工控制或半自动控制改造成全自动控制。这类改造,对于负荷变化幅度较大,而且变化频繁的锅炉节能效果很好,一般可达10%左右。
5 、炉拱改造按照实际使用的煤种,适当改变炉拱的形状与位置,可以改善燃烧状况,提高燃烧效率,减少燃煤消耗,现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。这项改造可获得10%左右的节能效果,技改投资半年左右可收回。
6 、锅炉加装省煤(油、气)器节能降耗措施烟道上加装省煤器、空气预热器等省煤装置,可使排烟温度降到150 以下,大大提高热效率,降低煤耗。
7 、给煤装置技术改造分层燃烧装置主要是改进炉子的给煤装置,一般是在落煤口的出口装给煤器,使落煤疏松和控制加煤量,通过分层部件将煤按粒度分离分档,使炉排上的煤层按不同粒径范围有序地分成二层或三层,即使用筛选装置将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上,有利于配风均匀、合理,提高燃烧效率,减少灰渣含碳
量,可获得5%- 20%的节煤率,降低成本。投资很少,回收很快。
8、 锅炉加装省煤(油、气)器节能降耗措施烟道上加装省煤器、空气预热器等省煤装置,既不影响锅炉的正常使用,可使排烟温度降到150 以下,又可大幅度提高热效率、降低能耗。
主要从三个方面来说,首先要提高能源利用率,其次优化燃料结构和产业与产品结构,最后是煤的洁净利用技术。
1、提高能源利用率
供热系统能源利用效率等于锅炉热效率、管网输配效率、用热设备效率三者的乘积。我国工业锅炉燃煤比重高,燃煤工业锅炉基本燃用未经净化的原煤,而且煤种多变,末煤比例大,锅炉平均设计效率低于国际水平,加上管理和自动控制水平低,在用工业锅炉平均运行效率又大大低于设计效率,供热系统、许多用能工艺及设备效率也低,造成整个供热系统热效率极低,节能途径多、潜力大。能源有效利用率提高,供给相同热量的燃料消耗必然减少,污染物排放也相应减少,所以节能同时也是减排的首要措施。
2、优化燃料结构和产业与产品结构
工业锅炉燃料中,燃气、轻质燃料油中基本不含灰,硫及其他污染物含量极少,而且燃烧效率一般高达98%以上,易于实现自动控制,对应的锅炉热效率比燃煤约高15~20个百分点,对环境的污染比燃煤小得多,称为洁净燃料。不同生物质燃料燃烧对环境的污染各有特点,总体上也比燃煤污染小,治理成本低。可燃工业和生活废弃物燃烧本身就是节约燃料资源、治理环境污染的一项措施。
工业锅炉量大面广,单台平均容量小而分散,许多高效燃烧和污染治理技术的应用受到限制。优化工业锅炉燃料结构,以洁净燃料替代燃煤是工业锅炉节能减排的重要途径。在许多发达国家和新兴经济体中,工业锅炉燃烧洁净燃料的比重都达90%以上,日本等国更高达98%~99%,所以这些国家工业锅炉对环境的污染远没有我国严重。我国受到能源资源结构的限制,工业锅炉燃煤比重高达85%左右,虽然这样的燃料结构难于短时改变,但优化燃料结构仍然是工业锅炉节能减排的根本方向。尤其是人口密集的大中城市中的小容量锅炉,更应加快以相对洁净的油气燃料替代燃煤的步伐。
3、煤的洁净利用技术
面对我国燃料结构以煤为主的现状,煤的洁净利用技术的应用是减排的一项重要措施。煤的洁净利用技术包含燃煤净化、洁净燃烧、燃烧产物净化三大方面。仅就燃用洗选净化、粒度分级的洁净煤在工业锅炉节能减排中的地位也是很重要的。
所以说工业锅炉节能减排既涉及锅炉产品设计、制造、安装,又涉及锅炉用户选型、辅机与附属设备匹配、供热系统设计与施工,还与各个环节的规划、设计、管理、运行、维护都是密切相关的。
不管是燃煤还是燃油燃气锅炉他们都会产生蒸汽,他们产生的蒸汽经过生产热设备后生成的冷凝水大部分用户之间当废水排掉了没有对冷凝水进行回收利用,如果进行回收利用不仅仅节省水电费用而且也可降低油汽耗量和煤量。
二、对锅炉隔热保温系统进行有效隔热
好多燃气锅炉里只采取简易的保温,有的连蒸汽管道及耗热设备都在外面,这样会使大量的热能在传输的过程中散发,如果对燃气锅炉体、蒸汽管道及耗热设备进行有效的隔热,这样就能提高保温节能。
三、可行性改造锅炉控制系统
工业锅炉可以对锅炉的辅机鼓风机和引风机进行适当的调节,采用变频技术改变电源的频率达到调节风量的目的来降低能源的费用,因为铺机鼓和引风机运行参数与锅炉的热效率和耗能有直接关系。也可以在锅炉烟道上加装节省煤、油器耗节能器降低排烟温度,这样就能大大提高热效率可以节省锅炉燃煤和节约风机的耗电。
锅炉节能改造最主要的是给锅炉进行保温隔热,这样才能降低热损耗,提高热能利用率。目前比较主流的保温隔热解决方案是采用——锅炉可拆卸式保温被,相当于给锅炉穿上一层棉衣。
防止锅炉热量散失,提高能源利用率
降低车间工作温度,改善工作环境,防止工人烫伤
拆装便捷,不影响锅炉检修保养
重复使用耐脏可擦洗
采用一套这样的保温被,能降低锅炉30%以上的能耗!
(1)改造给煤装置。将斗式给煤改造成分层给煤,使用重力筛选,将原煤中粉状、块状煤自上而下松散地分布在炉排上,利于进风,改善燃烧状况,提高煤的燃烧率,减少灰渣含碳量。
(2) 改造燃烧系统。对于正转链条炉排锅炉,改造燃烧系统是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置,使之在炉排层燃基础上,增加适量的悬浮燃烧。
(3)改造炉拱。按照实际使用的煤种,适当改变炉拱的形状与位置,可以改善燃烧状况,提高燃烧效率。
(4)改造层燃锅炉为循环流化床锅炉。循环流化床锅炉是采用煤粉在炉膛内循环流化燃烧模式的一种锅炉,它的热效率比层燃锅炉高15-20%。适用于多种煤种,可以使用石灰石粉在炉内脱硫,大大减少排放烟气中S02的含量。
(5)变频技术的采用,改造锅炉辅机。
(6)采用自动控制系统,实时调节锅炉的输出热量,达到节能的目的。
(7) 回收冷凝水。
(8)锅炉更新换代,用新锅炉替换旧锅炉。
(9)烟气排放系统改造。
人工费:=1000元/月除以30天除以8小时=4.17元(小时工资)
电 费:引风机一般是37KW(千瓦)风门减小2分之1,电流减小18A足够输送机和吸,吹风机用电(稻壳粉上的) 每小时37KW( 千瓦)用电量=22.20元(按6角钱一度电) 烧稻壳粉比烧煤时间减少4分之1,也就是电费减去22.20的4分之1等于5.55, 是 22.20元-5.55元=16.65元!
1小时烧1吨煤需资金:615.13元
1小时烧顶1吨煤的稻壳粉也就是1.5吨:170.82元,
总计每吨煤比节省约:445元
注:取用此技术最好在当地附近有稻壳资源:
工业锅炉是重要的热能动力设备,一般指容量小于或等于65蒸吨/时,压力小于或等于3.82兆帕,温度小于或等于450℃的各种容量和参数的锅炉,它广泛应用于工厂动力、采暖通风、热电联产和生活热水供应,需求量很大。1998年末,全国在用工业锅炉总数50.12万台,合125.69万蒸吨,年耗燃煤约3亿吨。由于机组容量小,生产厂家混杂,产品质量参差不齐,加上燃煤供应以未经洗选加工的原煤为主,细颗粒煤比例过大,燃烧设备与燃料特性不适应,辅机不匹配和运行操作水平低等原因,锅炉效率普遍较低。
由于产品技术水平和运行水平不高,锅炉效率较低,加上量大面广,全国工业锅炉年排放温室气体二氧化碳约1.6亿吨碳,烟尘380万吨,二氧化碳530万吨和大量的一氧化氮,是大气环境污染的主要排放源之一。
因此用节能技术对工业锅炉机组进行必要的改造,以消除锅炉缺陷及改进燃烧设备和辅机系统,使其与燃料特性和工作条件匹配,使锅炉性能和效率达到设计值或国际先进水平,从而实现大量节约能源和达到环境保护指标。例如,北京鲁谷供热厂投资20万元,用分层燃烧技术对2台40吨/小时热水锅炉进行改造,改造后锅炉效率达到83%,锅炉出力增加,供暖能力由80万平方米提高到131万平方米,而且排尘量下降,整个投资在一个采暖期便全部回收。如果以单机容量10吨/小时为计算基数,锅炉效率由62%提高到80%,以年运行5000小时计,则年节省原煤218吨,折合标煤156煤当量,节能率22.5%,减排二氧化碳109吨。如果全国工业锅炉有30%进行节能改造,按效率提高15个百分点计,全国可年节省标煤1290万煤当量,减排二氧化碳903万吨。因此市场潜力巨大,经济效益和社会效益均好。
双人字形节能炉拱
我国运行中的工业锅炉大多数是35吨/小时以下的链条炉,炉拱只适应于典型设计煤种。在实际运行中,由于我国煤种复杂,质量参差不齐,因此常造成锅炉燃烧不良、效率不高。上海交通大学的节能炉拱技术有效地解决了锅炉的常见病。
上海沪东造船厂是中国船舶工业总公司的大型骨干企业,该厂动力中心锅炉房有两台10吨/小时链条燃煤蒸汽锅炉,向全厂供应生产、生活用蒸汽。当煤品质差及雨淋后煤含水量大时,锅炉燃烧差,造成出力不足,影响生产。后该厂采用上海交通大学能源工程系的“双人字形宽煤种节能炉拱技术”,先后对两台锅炉进行改造,取得了锅炉煤种适应性好、出力大、炉渣含碳量低的良好效果,有力地保障了生产运行。
(1)双人字形宽煤种节能炉拱技术
锅炉在实际运行中经常遇到劣质煤或雨淋湿煤着火困难、难以燃尽的问题,因而导致锅炉热效率降低,蒸发量达不到额定值,且烟囱时常冒黑烟,造成环境污染。这与炉拱的结构设计有很大关系,因为炉拱通常按选定煤种设计,对不同煤种适应性差。以抛物面前拱和水平后拱的快装锅炉为例,这样的炉拱结构往往在后拱区温度偏低,着火难的劣质煤或雨淋湿煤因火焰燃程短而难以燃净,因而导致锅炉燃烧不良、效率不高、出力不足等现象。
解决上述问题的关键在于改进炉拱,以提高炉温,延长燃程。“双人字形宽煤种节能炉拱技术”是根据空气动力学的原理,运用前拱辐射传热理论,创造性地把前后拱设计成有利于引导炉内高温烟气流向的人字形,从而解决一般锅炉煤种适应性差的常见病。
人字形前拱保证了火焰顺利向上流出拱区,并把热量有效地辐射到新煤上,提高煤的烘干和着火能力。压低的前拱底部,又可以避免火焰灼烧煤闸门和煤斗的情况出现。比原来长,且具有一定反倾度的人字形后拱,可以保持后拱区足够的炉温,让火焰燃程延长,便于煤炭残渣燃净,同时又能引导后部高温烟气流向前拱区,提高前拱区温度,有利于劣质煤和雨淋湿煤的着火燃烧。
(2)技术经济分析
通过对沪东造船厂中心锅炉房1994年9月到2000年5月蒸汽产量、耗煤量、耗电量等按月进行统计,结合上海节能检测中心对10吨/小时锅炉进行现场测试。得出如下结论:
炉膛温度提高了80℃~100℃,炉渣含碳量由改造前的15%~19%降至7%~9%,锅炉热效率由原来的69.29%提高到现在77.64%;节煤2914.5吨,折标煤2081.83吨,节电20万度,节约资金94.19万元,减排二氧化碳5639吨。
项目总投资10.76万元,项目投资回收期6个月。
复合燃烧技术
齐齐哈尔啤酒厂是年生产能力达7万吨,集制麦、酿造、包装为一体的现代化啤酒生产企业。该厂啤酒生产工艺中的加热、杀菌等所需蒸汽由动力车间提供。动力车间锅炉房内原有1台10吨/小时和2台6.5吨/小时链条锅炉,3台锅炉总出力仅有12吨/小时,热效率为50%~65%,其中10吨/小时锅炉的出力仅为6吨/小时,热效率为65%,运行状况差,已不能满足生产的要求。因此,该厂采用复合燃烧技术对10吨/小时链条锅炉进行了改造。改造后,仅这一台锅炉的出力就能达到14~15吨/小时,热效率达75%,并停运了两台6.5吨/小时锅炉,不仅满足企业用汽量的需求,而且可根据生产需求迅速调节负荷,并能适应不同的煤种,大大降低了生产成本。
该项目改造总投资为45.2万元。投入使用后,节约原煤1758吨/年,节电约15万度/年,年综合效益达39.1万元,年减排二氧化碳3416吨,投资回收期1.2年(煤价按180元/吨,电价按0.5元/度计)。对于使用链条锅炉、抛煤机链条炉、快装锅炉、往复推动炉排锅炉的企业,若锅炉实际出力不足或需要增容,进行项目技术改造,均有意义。
复合燃烧技术链条锅炉是一种常用的燃烧设备,在我国工业中广泛使用,75吨/小时以下蒸汽锅炉及29兆瓦以下热水锅炉多采用此种燃烧方式。链条锅炉虽然是一种较好的燃烧设备,但在使用中存在一定缺点,主要是当煤种多变、煤质不好时,造成出力不足,热效率偏低,运行较好时实际出力一般为额定出力的60%~70%,少数运行不好的仅在50%左右,实际热效率仅在60%左右。
链条锅炉加煤粉复合燃烧技术的主要目的是为了强化炉内燃烧过程,提高锅炉燃烧效率及煤种适应性。从锅炉燃烧理论可知,保持炉膛足够高的温度是保证锅炉良好燃烧的首要条件,炉温高则煤在炉内干燥、干馏顺利,达到着火温度的时间短,着火容易。炉温越高,对煤的燃烧越有利,煤种适应性也就越好。在现有燃煤锅炉的燃烧方式中,煤粉炉的炉温最高,煤种适应性最好,而且燃烧得比较完全,热效率高。链条锅炉加煤粉复合燃烧方式的机理是将链条炉排和煤粉这两种不同的燃烧方式有机结合,共用在一台炉上,互为辅助,互为利用,扬长避短。在燃烧过程中,煤粉靠炉排火床点燃,煤粉燃烧形成的高温火焰提高了炉膛温度,为链条炉排上的煤层着火提供了丰富的热源,改变了过去链条炉单纯依靠炉拱热辐射引燃的状况,大大改善了链条炉排上新煤的着火条件;同时,稳定燃烧的火床又是煤粉气流着火的可靠热源,可以保证煤粉及时稳定地着火。
复合燃烧方式不仅保留了链条炉负荷适应性好、负荷调节方便的优点,而且还具有煤粉炉煤种适应性好、燃烧效率高的优点,从而使锅炉在负荷多变,特别是改烧一般劣质煤情况下均能达到稳定高效燃烧。