20吨燃煤链条炉排锅炉如何进行节能改造
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,给风---加装空气预热器
2,给水--适当增加省煤器受热面积
3,有条件的加装蒸汽回收装置
4,鼓引凤机、水泵加装变频器
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现在有一种比较现进的节能技术:《纳微米高辐射覆层技术》,纳微米高辐射覆层技术是在传热物体表面涂覆一层粒度为纳微米级的,具有高发射率的材料,使物体表面具有更强的吸收和辐射热量的能力,使物体传热效率提高。
纳微米高辐射覆层技术通过在表面涂覆少量的高辐射材料,改变了耐火材料表面的物理性能、形态、化学成分、组织结构和应力状态,获取了优良的传热性能和力学性能,因此具有良好的,经济技术性。
节能原理
传热有三种模式:对流、辐射、传导。
一般而言,当炉体温度在900摄氏度以上时,热量传递以辐射为主,辐射传热是对流的15倍,占8成以上。
常温下耐火材料的发射率一般为0.6~0.8,随着炉温的升高,会大幅度下降,高温下只有0.4~0.5,而高发射率涂料能一直保持0.9以上的发射率。
根据基尔霍夫定律,材料的吸收率与发射率相等。当物体表面的发射率提高后,它的吸收热量的能力也相应提高。
工业锅炉节能改造技术 - 节能效率举例 以10吨锅炉24小时节煤为例,一小时每蒸吨设计煤耗量最低为150公斤。
10吨炉每小时耗煤为:150公斤×10=1500公斤=1.5吨。
一昼夜24小时耗煤量为:1.5吨×24=36吨。
按节煤率10%计算:36吨×10%=3.6吨(一昼夜) 生产炉一年运行天数按300天计算,另60天为停炉修理时间,一年节煤3.6×300=1080吨。以辽、吉、黑东北地区为例煤价取600元每吨,节煤1080吨×600元/吨=64.8万元;取暖炉一个采暖期按150天计算:50×3.6吨=540吨 ,540吨×600元/吨=32.4万元。
工业锅炉节能改造技术
- ① 加装燃油锅炉节能器; 经燃油节能器处理之碳氢化合物,分子结构发生变化,细小分子增多,分子间距离增大,燃料的粘度下降,结果使燃料油在燃烧前之雾化、细化程度大为提高,喷到燃烧室内在低氧条件下得到充分燃烧,因而燃烧设备之鼓风量可以减少15%至20%,避免烟道中带走之热量,烟道温度下降5℃至10℃。燃烧设备之燃油经节能器处理后,由于燃烧效率提高,故可节油4.87%至6.10%,并且明显看到火焰明亮耀眼,黑烟消失,炉膛清晰透明。彻底清除燃烧油咀之结焦现象,并防止再结焦。解除因燃料得不到充分燃烧而炉膛壁积残渣现象,达到环保节能效果。大大减少燃烧设备排放的废气对空气之污染,废气中一氧化碳(CO)、氧化氮(NOx)、碳氢化合物(HC)等有害成分大为下降,排出有害废气降低50%以上。同时,废气中的含尘量可降低30%—40%。安装位置:装在油泵和燃烧室或喷咀之间,环境温度不宜超过360℃。
工业锅炉节能改造技术
- ② 安装冷凝型燃气锅炉节能器;
烟气冷凝器烟气冷凝器燃气锅炉排烟中含有高达18%的水蒸气,其蕴含大量的潜热未被利用,排烟温度高,显热损失大。天然气燃烧后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。减少燃料消耗是降低成本的最佳途径,冷凝型燃气锅炉节能器可直接安装在现有锅炉烟道中,回收高温烟气中的能量,减少燃料消耗,经济效益十分明显,同时水蒸气的凝结吸收烟气中的氮氧化物,二氧化硫等污染物,降低污染物排放,具有重要的环境保护意义。
工业锅炉节能改造技术
- ③ 采用冷凝式余热回收锅炉技术; 传统锅炉中,排烟温度一般在160~250℃,烟气中的水蒸汽仍处于过热状态,不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。众所周知,锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得,未考虑燃料高位发热值中汽化潜热的热损失。因此传统锅炉热效率一般只能达到87%~91%。而冷凝式余热回收锅炉,它把排烟温度降低到50~70℃,充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热,提升了热效率;冷凝水还可以回收利用。
工业锅炉节能改造技术
- ④ 锅炉尾部采用热管余热回收技术; 余热是在一定经济技术条件下,在能源利用设备中没有被利用的能源,也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查,各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%,可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。
超导热管是热管余热回收装置的主要热传导元件,与普通的热交换器有着本质的不同。热管余热回收装置的换热效率可达98%以上,这是任何一种普通热交换器无法达到的。热管余热回收装置体积小,只是普通热交换器的1/3。其工作原理如图所示:左边为烟气通道,右边为清洁空气(水或其它介质)通道,中间有隔板分开互不干扰。高温烟气由左边通道排放,排放时高温烟气冲刷热管,当烟气温度>30℃时,热管被激活便自动将热量传导至右边,这时热管左边吸热,高温烟气流经热管后温度下降,热量被热管吸收并传导至右边。常温清洁空气(水或其它介质)在鼓风机作用下,沿右边通道反方向流动冲刷热管,这时热管右边放热,将清洁空气(水或其它介质)加热,空气流经热管后温度升高。由若干根热管组成的余热回收装置,安装在锅炉烟口,将烟气中热量吸收并高速传导至另一端,使排烟温度降至接近露点而减少热量排放损失。加热后的清洁空气可烘干物料或补充到锅炉内循环使用。提高锅炉和工业窑炉的热效率,降低燃料消耗,达到节能的目的。
在工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时,为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰,标准状态排烟温度一般不低于180℃,最高可达250℃,高温烟气排放不但造成大量热能浪费,同时也污染环境。
热管余热回收器可将烟气热量回收,回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水,或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。节省燃料费用,降低生产成本,减少废气排放,节能环保一举两得。改造投资3-10个月回收,经济效益显著。
工业锅炉节能改造技术
- ⑤ 采用防垢、除垢技术; 通过采用锅炉除垢剂和电子防垢器,优化水汽循环系统,合理控制锅炉的排污率,从而减少水垢,提高锅炉热效率。
工业锅炉节能改造技术
- ⑥ 采用燃料添加剂技术; 在燃料中加入添加剂达到优化燃料,达到降低烟垢,提高热效率的目的;
工业锅炉节能改造技术
- ⑦ 采用新燃料; 采用新型环保燃料油,达到降低燃油成本的目的。
工业锅炉节能改造技术
- ⑧ 采用富氧燃烧技术; 空气中氧气含量≤21%。工业锅炉的燃烧也是在这样空气下进行的工作。实践表明:当锅炉燃烧的气体氧气量达到25%以上时,节能高达20%;锅炉启动升温时间缩短1/2-2/3。而富氧是应用物理方法将空气中的氧气进行收集,使收集后气体中的富氧含量为25%-30%。富氧助燃是一种最新节能环保技术。近十几年来,随着环保要求的不断提高以及节约能源的需要,富氧燃烧作为一种新兴的燃烧技术在世界各国蓬勃发展,现在西方一些发达国家要求全部新增工业炉窑、工业锅炉不得用普通空气助燃,都得用富氧空气助燃。
工业锅炉节能改造技术
- ⑨ 采用旋流燃烧锅炉技术; 众所周知,传统锅炉存在着两大弊端,一是燃烧时有烟雾烟尘冒出,成为重要的污染源;二是煤渣燃烧不充分,能源浪费极为严重。采用纯无烟再节能旋流燃烧锅炉新技术与传统工业锅炉相比较,有着绝对的优势。它比手烧式锅炉节煤30%~35%,比链条式自动化锅炉节煤25%。由于纯无烟再节能技术使用了PID变频和ABM节电系统,比传统锅炉节电40%,挥发份可实现90%以上的燃烧和利用,而传统锅炉的挥发份的燃尽率只有78%左右,有22%的烟尘排向大气层,纯无烟再节能旋流燃烧技术使灰渣燃尽率达到了97%,而传统锅炉煤渣的燃尽率只有80%左右,正是由于这些原因,纯无烟再节能燃烧技术可使炉温从原来的1200℃提高到1500℃左右,提高了燃烧效率,节省了燃料,满足了客户的需求。
工业锅炉节能改造技术
- ⑩ 采用空气源热泵热水机组替换技术; 将现有的燃油(气)热水锅炉替换成空气源热泵热水机组;可节约能源消耗30%到50%
(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。
煤改生物质方案:
把原来进燃料用的煤斗改制作成密闭式料斗,安装1个生物质颗粒燃料输送储料斗,安装1套螺旋式生物质颗粒燃料上料机,并在螺旋式上料机最上端与密闭式料斗连结的输料管最上端位置开一个检查孔,并安装一个行程开关对螺旋式上料机电动机的启动、停止进行自动控制。
参考资料:http://www.ranmeiguolu.net/news/company-news/413.html锅炉改造
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。
他们首先来人到我们的食堂进行了实地的考察,然后又和食堂的经理开会研究了食堂平时的工作量及具体的要求。经过一周左右的时间吧,方案就拿了出来,不得不说是专也的团队,确实很不错,现在过去三个月的时间了,初步计算大概节能30%还要多。顺便提一句,他们生产的节能热水机和节能蒸汽机每台都有保险合同,所以根本就不用但心有什么爆炸的危险。
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。
锅炉节能操作有很多因素的影响,下面就介绍几种操作中的有关事项:
1、煤层过厚,虽然可以提高燃烧温度,但是,由于风阻太大,灰渣容易融化,最后导致可燃碳被包裹住不能参与燃烧,同时,由于风阻过大,增加了风机耗电,业会造成烟气养量不足,造成化学不完全燃烧热损失(即Q3);
2、煤层过薄,这样容易出现“火口”,火床出现不够平整的现象,增加机械不完全燃烧(即Q2)热损失,叶可造成延期氧量过剩。所以,火床一定要平整。
3、延期氧量控制在8%左右,这样会降低烟气物理热损失。所以,一定要控制好过剩空气系数,保持炉膛负压在20-25mmH2o;
4、保持锅炉负荷稳定,不可忽高忽低,保持连续运行;
5、控制好燃煤制备的质量,1)链条锅炉燃煤的粒径最大不能超过30mm,且大于10mm的不超过40%.2)这一点很重要,就是保持燃煤的水分,理想的燃烧燃煤含水应不小于12%,最大不超过20%,也就是用手抓起,放开后不松散为宜,且不能有“水亮”,同时,还要有大于6小时的渗透时间。关于燃煤保持水分能够促进燃烧的机理,目前已有学者发表了论述。
最后,合理控制排烟温度似乎要在这里,事实上,在保证锅炉负荷的前提下,排烟温度是不可控制的,这在热工理论中是很明确的,但是,对于排烟温度过高会造成热损失是众所周知的,链条锅炉的理想排烟温度时150℃-160℃,过低会造成尾部受热面腐蚀,过高就会造成损失。那么,如果真的排烟温度过高该如何处理?排烟温度高,如果不是设计问题,那就是受热面结垢,内结水垢或外结灰垢,这是第6点要注意的。