1、工業(yè)鍋爐指標
1.1鍋爐排煙溫度
鍋爐排煙溫度是檢驗鍋爐效率的一個重要指標。排煙溫度越高,所帶走的能量也越多,所造成的能量損失也是最大的。隨著排煙溫度的不斷升高,排煙熱損失會進一步增加(一般情況下,排煙溫度每升高l0℃,排煙損失增加0.55%~1.0%)。因此降低排煙溫度對提高鍋爐熱效率以及節(jié)約能源有重要的意義。
1.2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,熱損失也越大。
2、鍋爐節(jié)能分析
基于工業(yè)鍋爐機組的熱平衡分析,鍋爐輸出熱量為生產(chǎn)蒸汽的有效利用能量與運行過程中的各種熱損失,熱損失主要為以下幾項:機械未完全燃燒熱損失,排煙損失、散熱損失,灰渣帶走物理熱損失及冷卻熱損失。因而工業(yè)鍋爐的節(jié)能主要從燃料的充分燃燒,減少散熱損失以及余熱回收幾個方面來實現(xiàn)。
2.1合理選擇爐型,優(yōu)化供熱方式
鍋爐的燃燒方式有層燃、室燃以及沸騰燃燒。一般小型工業(yè)鍋爐都是采用層燃燃燒方式,其適應范圍比較廣,對煤種沒有要求。由于空氣和煤的接觸面較小,煤不容易燃盡,而煤灰的覆蓋也使得燃燒工況不佳,燃燒效率不高。通過改進爐排,可以使得燃燒效率有所提高。
室燃方式主要應用于煤粉爐以及燃油燃氣鍋爐,將燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨同空氣噴入爐膛進行燃燒。煤粉爐主要應用于電站鍋爐,投入成本高,對煤種要求也較高,燃燒效率也較高。
流化床燃燒方式是通過爐膛里面的風帽將煤吹起,在爐膛內(nèi)呈沸騰狀的燃燒,適用煤種較廣,但鍋爐埋管磨損較為嚴重,飛灰多?;诠I(yè)生產(chǎn)的用熱需要以及初投資考慮合理選擇鍋爐的燃燒方式。
工業(yè)生產(chǎn)中用熱量隨工況的變化而波動,選擇鍋爐容量時應滿足用熱高峰時最大供熱量,這就導致大部分鍋爐在用熱低峰期低負荷運行,造成燃料不完全燃燒及排煙熱損失增大,降低鍋爐熱效率。
通過采用區(qū)域供熱措施,對化工產(chǎn)業(yè)及其他需熱單位進行規(guī)劃,采用容量較大鍋爐,并采用可靠的調(diào)度措施,合理錯開各廠家的需熱高峰期,保證鍋爐負荷平穩(wěn)運行。
2.2增加或改進尾部受熱面
由于許多中小型鍋爐的排煙溫度都很高,如果這部分熱量不能有效地運用,將會造成很大的能量損失,極大的降低了鍋爐運行的效率,因此,必須對這一部分能量進行有效的利用。鍋爐尾部受熱面可以有效地降低排煙溫度,減少熱損失。
2.3提高燃燒效率
針對量大面廣的層燃鍋爐,基于爐膛中煤的分段燃燒特點,耗氧量的不同特征,可采用分段送風等措施,并隨不同的煤種控制送風量。在保證爐膛溫度的同時,通入適量的二次風,延長煙氣流程,使煙氣中的煤粉充分燃燒,這也和文獻[4]中提出控制空氣比來提高熱效率相同。
經(jīng)過查文獻有提到通過經(jīng)濟燃燒來提高熱效率,就是在爐膛內(nèi)合理布置爐拱,利用其輻射熱作用加熱新煤,同時使煙氣形成一個流場,利用其紊流作用來起到強化傳熱的效果,提高熱效率。
2.4杜絕漏風和減少排煙量
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(實際需要空氣量減去理論空氣量的值)和沿程各處煙道的漏風量的大小。爐內(nèi)的助燃空氣量要嚴格控制,因為這部分多余的空氣在鍋爐中并沒有發(fā)揮任何實際作用。
相反,它隨燃燒廢氣一道,帶走了大量的熱量。在鍋爐運行過程中,由于各方面原因,不可避免的會漏氣,這些氣體不僅會增大煙道通風阻力和引風機的電耗,還會降低爐溫,造成了一定的能量損失,影響燃燒的正常進行。因此,在生產(chǎn)中,必須杜絕漏風和減少排煙量。
2.5應用熱管技術回收余熱
在工業(yè)鍋爐運行過程中存在著排煙溫度高、爐膛溫度低、燃燒不充分、鍋爐熱效率低等問題。排煙熱損失中的能源品質(zhì)較低,回收成本較高,但能源數(shù)量龐大。將這一部分能源充分利用,來預熱空氣和水,提高空氣溫度以及給水溫度,在一定的程度上也能夠提高燃燒效率以及減少“火用”損失。
回收尾部煙道煙氣余熱,在保證煙氣溫度大于露點溫度的基礎上,盡量降低排煙溫度,提高鍋爐的熱效率。常用的余熱回收設備有省煤器、空氣預熱器,主要是以水和空氣為介質(zhì)。
熱管換熱器是利用密封在真空管子內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)的相變來進行換熱,液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)段吸熱相變成為蒸汽,在微小的壓力差下,流向冷凝段,而在冷凝段冷凝液化,將熱量導出,并且在毛細吸液芯的作用下,流回蒸發(fā)段,完成一個循環(huán)。
熱管換熱器結構簡單,傳熱效率高,無需動力,能在較低的溫差下傳遞較多的熱量??筛鶕?jù)煙氣參數(shù)將熱管的受熱面溫度控制在露點溫度以上,這樣能有效地防止尾部受熱面酸蝕,達到經(jīng)濟安全的目的,從而提高能源的利用效率。
2.6合理組織燃燒減少燃燒損失
2.6.1合理配風
空氣是保證燃燒不可缺少的物質(zhì),空氣是鍋爐中燃燒物質(zhì)的助燃劑。充足和合理的空氣供應對鍋爐的安全、經(jīng)濟性都有很大的影響。根據(jù)鍋爐不同部位對空氣的需要量不同,所以對沿爐排長度和寬度有不同的配風要求。
⑴沿爐排長度方向應合理配風
鏈條爐燃燒各階段所需空氣量是不同的,在爐頭,由于溫度不高,所以燃燒不是很旺,只是燃燒的初始階段,此時對空氣的需求量不大。隨著管道深入,中段燃燒最旺盛,需空氣量最大。
在爐尾階段,由于燃燒已接近尾聲,燃燒物質(zhì)也消耗殆盡,溫度也慢慢降低,只需要少量的空氣。爐頭和爐尾產(chǎn)生的熱量最少,而廢氣最多。
⑵沿爐排寬度方向應均勻配風
在沿爐排寬度方向上,應該均勻配風,以使燃燒均勻,防止出現(xiàn)火口等不正常燃燒現(xiàn)象。
2.6.2爐膛空氣氣流的合理組織
爐膛是鍋爐的主要燃燒設備,其作用是保證用料和空氣的充分混合,有效燃燒等。通過燃燒器送入鍋爐的空氣是按對著火、燃燒有利而合理組織、分別送入的。按其送入空氣的作用不同,可以將送入的空氣分為一次風、二次風。一次風是攜帶煤粉送入燃燒室的空氣,二次風是煤粉著火后再送入的空氣。
2.6.3燃料層上燃燒的調(diào)節(jié)與控制
煤層厚度、送風量及爐排速度這三個因素影響著爐燃燒效果,三個可調(diào)因素應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300mm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,在擋灰板(老鷹鐵)前約300mm,500mm處燃燒完畢,灰渣呈暗色。
煤層厚度應該合適,不易過薄,也不易過厚,要根據(jù)具體情況選擇合適的厚度。煤層過薄,細煤粒易被吹起,使煤層工作不穩(wěn)定、不均勻;煤層過厚,通風阻力過大,燃盡區(qū)裹灰嚴重。
在運行調(diào)整過程中,主要的調(diào)節(jié)對象是送風量和爐排速度。當燃燒爐里煤層溫度很高時,空氣的供應量決定著煤料燃燒的快慢。當增加風量時,燃燒速度加快,鍋爐出力馬上增大。
3、鍋爐的安全運行
工業(yè)鍋爐在運行過程中,承壓部件長期受到高溫高壓的作用,如何防止事故的發(fā)生,對實現(xiàn)鍋爐的安全運行十分重要。
3.1定期檢驗,消除隱患
參照《鍋爐定期檢驗規(guī)則》對鍋爐設備進行定期的內(nèi)檢和外檢,發(fā)現(xiàn)鍋爐運行中存在的安全隱患并及時整改。調(diào)試安全附件,看其是否安全可靠,觀察承壓部件是否存在異常,檢查排污是否正常。
在鍋爐停爐時,首先對鍋筒、封頭、管板、水冷壁等主要受壓部件進行宏觀監(jiān)測,必要時對其硬度、厚度進行監(jiān)測,看其材質(zhì)是否改變,對鍋筒主焊縫進行無損探傷,確保缺陷及時被消除;另外還要檢查鍋爐中結垢現(xiàn)象是否嚴重,水垢的存在會影響傳熱,使得能耗加大;也可能導致受壓部件局部過熱,使材質(zhì)變壞,造成嚴重的安全隱患。因而對鍋爐運行定期檢驗對其運行安全十分重要。
3.2加強鍋爐運行管理
大部分鍋爐事故是司爐人員對鍋爐疏忽管理、麻痹大意造成的。
3.2.1應在建立健全鍋爐操作規(guī)程、安全操作制度、水質(zhì)管理規(guī)程、安全管理制度等制度文件的同時,通過對司爐人員的培訓考核,使其得到嚴格執(zhí)行。
3.2.2加強鍋爐水質(zhì)管理,司爐人員首先應對給水、鍋水的水質(zhì)進行送樣檢驗,看水質(zhì)是否滿足要求。司爐工應根據(jù)鍋水化驗記錄情況進行排污,在高水位、低壓力下排污可以將沉積下來的水垢水渣排走,并可以將多余的鹽分帶出鍋爐,減少其對鍋爐的腐蝕。
3.2.3每班在巡視的時候應觀察安全閥是否靈敏,觀察水位是否在規(guī)定范圍之內(nèi),應盡量減少水位的波動。水位波動太大,鍋筒材質(zhì)在溫差應力的作用下,可能會發(fā)生蠕變變形,造成安全隱患。
4、結語
由于能源逐漸緊張,對工業(yè)鍋爐進行節(jié)能這一舉措勢在必行。本文對我國工業(yè)鍋爐的運行狀況進行了分析,同時提出了一些節(jié)能方法。從中可以看出我國工業(yè)鍋爐節(jié)能潛力巨大,但是任重道遠,應該從提高其熱效率、降低其排煙溫度等方面入手,進而達到提高工業(yè)鍋爐效率、經(jīng)濟運行以及節(jié)能的目的。
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