燃气锅炉的节能改造

2024-08-28|版权声明|我要投稿

燃气锅炉的节能改造(通用12篇)

燃气锅炉的节能改造 篇1

一、概述

河南中烟郑州卷烟厂目前有4台20t/h全自动燃气锅炉 (表1) , 压力变感器将锅炉蒸汽压力转化为电信号 (0~10V) 后送入比调仪, 比调仪调节燃气调节阀开度、配风等参数实现控制要求。锅炉蒸汽压力检测值同设定值经过比较, 其偏差信号输入控制器, 控制器经过PID运算后控制鼓风机风门 (挡板) 开度。为保持锅炉蒸汽压力稳定, 系统引入蒸汽流量作为前反馈信号, 调节天然气调节阀和鼓风机风门开度。

PLC输出信号给程序控制器, 满足启动条件后程序控制器开始动作, 动作过程是先检漏→检漏正常→锅炉鼓风机Y—△启动后一直保持工频 (50Hz) 状态运转。同时锅炉燃烧机的伺服执行器电机得电, 伺服执行器逆时针旋转, 带动鼓风机风门控制连杆将风门开到最大位置, 鼓风机大风量进行吹扫。吹扫完毕, 伺服执行器顺时针旋转将风门关到最小位置 (点火位) , 开始点火, 点火完成后再由比调仪控制大火、小火负荷, 进入正常运行。

锅炉房实际设计时很难准确计算管网阻力, 而且考虑长期运行过程中可能发生的各种问题, 因此通常将系统最大风量和风压富裕量作为选择风机型号的设计值。威索公司设计锅炉燃烧机时, 设计风量配给富裕量较大, 并且始终使锅炉鼓风机处于满负荷运行状态, 而天然气燃烧时需要风量, 主要依靠鼓风机风门开启度与伺服执行器的天然气控制调节阀进行配比调节。

由于鼓风机采用Y—△启动, 电机启动电流为额定电流的4~7倍, 不仅消耗电能, 还会冲击电网。而且生产过程中锅炉蒸汽燃烧负荷 (大火、中火、小火) 经常波动, 锅炉鼓风机风门也在不断变化, 例如当锅炉蒸汽压力达到设定值时, 锅炉就会自动转成小火燃烧, 鼓风机风门会关小, 而鼓风机仍以1450r/min额定速度运行, 这时就有大量空气经过压缩后直接冲击鼓风机风门, 产生噪声最高达104dB (国家噪声标准为85dB) 。为此, 开发锅炉鼓风机变频系统。

二、锅炉鼓风机变频系统

1. 设计思路

将鼓风机电机定频率运转改为变频运转, 实现减噪、节能的目的。去掉锅炉鼓风机风门, 利用传动装置将天然气所需风量通过角度变送器的反馈信号传至变频器, 由变频器调节锅炉鼓风机转速。天然气用量增加, 变频器输出频率提高, 鼓风机转速也随之提高, 从而增大进风量, 满足天然气燃烧所需风量。

2. 变频系统数据采集

通过累积测量, 得到锅炉运行风压及天然气流量, 以及燃烧全过程气门开启度与伺服执行器主轴转过角度的关系图 (图1) 。

根据威索燃烧机运行原理, 伺服执行器主轴旋转至40°时开始点火, 旋转至130°时锅炉燃烧机天然气阀门开启为最大90°, 达到最大负荷 (大火燃烧) 。进一步得到图1b的极坐标展开图 (图2) , 40°~90°区间内所包含的曲线即为研制的传动装置运行轨迹, 通过计算该曲线相对于基点距离的比例关系, 得到传动装置轨迹图 (图3) , 由此制作出轨迹扇形轮。

3. 鼓风机控制电路 (图4)

变频器12#端子为变频器内部输出电源, 提供24V电压, 27#端子为变频器启动控制端, 当其获得24V电源时变频器进入运行状态。因此, 直接将12#、27#端子相连, 即可实现在L1、L2、L3得电同时启动变频器, 使变频器和锅炉其他控制系统同步运行。变频器60#端子接收角度变送器反馈的4~20mA信号, 根据变频器安装要求, 39#端子 (模拟/数字输出地线) 必须与55#端子 (模拟电压输出地线) 相连。

4. 安装制作

制作材料: (1) 1个角度变送器 (开度0°~90°, DC 24V/4~20mA) ; (2) 1个扇形轮 (包括1个扇形钢带、5个轨道保持架) ; (3) 1根信号线 (长度视距离而定) ; (4) 1个角度变送器托架; (5) 1根连杆, 一端连接到角度变送器的轴上, 另一端安装1个轴承, 可在扇形钢带 (渐开线轨迹) 上滑动。

先去掉伺服执行器上的风机挡板连杆并且将风机挡板锁定到最大位置不变, 开度为100%, 然后在伺服执行器上加装扇形轮和角度变送器。伺服执行器得电将带动扇形轮同步运行, 由于连杆在扇形轮轨迹上作运动, 因此带动角度变送器运动, 使角度变送器发生角度变化, 角度变送器向变频器60#端子输入4~20mA信号, 调节电机频率。伺服执行器逆时针旋转时, 角度变送器输出20mA信号, 逆时针旋转, 角度变送器输出4mA信号。

5. 系统运行

风机变频启动后, 伺服执行器逆时针旋转, 风机以大风量运行 (50Hz) 进行吹扫, 吹扫完毕, 伺服执行器又作顺时针旋转, 变频风机以小风量运行 (10Hz) 、风压在1100Pa点火。点火完成后, 根据负荷情况由比调仪、程序控制器、伺服执行器和变频器共同完成控制锅炉鼓风机电机频率, 配合天然气调节阀完成大火、小火的燃烧负荷调节。

三、改造效果

改造过程简单、安全、可靠, 基本保留原有控制电路, 只加装扇形轮和角度变送器, 电机回路只是将Y—△启动改为变频启动。为检测锅炉燃烧运行过程中氧气与天然气的配比是否达到技术要求, 使用Testo325xl型烟气分析仪分析锅炉排放到大气中的烟气 (一氧化碳、二氧化碳、含氧量) , 各项指标均符合中华人民共和国锅炉大气污染物排放标准。4台锅炉每年可节约近百万元电费, 噪声降低到85dB。此改造项目已获国家知识产权局国家发明专利 (专利号:200710054554.x) 。

参考文献

[1]杨公源.变频器应用实例.电子工业部出版社, 2006

[2]杨诗成, 王喜魁.泵与风机.中国电力出版社, 2007

[3]姜湘山.燃油燃气锅炉安装与运行维护.机械工业出版社, 2003

燃气锅炉的节能改造 篇2

审核的报告

省发改委资源处: 我公司有限公司*************。2008年5月,根据国家发改委有关文件通知精神,以**************名义申报了“锅炉节能技术改造项目”,申请国家节能奖励资金*******万元。经过国家财政部审核,国家发改委批准,当年拨付国家财政节能奖励资金**********万元。在项目实施过程中,由于国家有关产业政策变化,出现了该项目原计划建设内容与国家相关产业政策不符的情况。经请示,2010年我们提出了对该项目建设内容进行变更的申请并得到批准。目前,该项目已经建设竣工并投入使用,已通过竣工验收。现申请对该项目节能量重新进行审核。

项目建设内容:新建***********一座,在满足企业生产蒸汽需求的同时,实现节能目标。

项目实现节能量:————吨/年。1、2011年企业生产用蒸汽*****吨,如果用原有旧锅炉,需要燃烧原煤******吨;

2、***吨节能锅炉投入使用后,原有****吨链条式燃煤锅炉转入备用; 3、2011年,使用****锅炉生产,公司共购进燃煤*****吨;

4、*****锅炉热效率***%,原有*****燃煤锅炉热效率 ****%;

实际节能量:————吨/年

该项目已经于2012年2 建成投入使用,并经过地方有关部门进行竣工验收。为此,我们申请对该项目有关资料进行补充,并重新给予审核的申请。

特此报告

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燃气锅炉的节能改造 篇3

【关键词】集中供热锅炉;燃烧节能;问题与对策

1.供热锅炉节能技术改造问题及原因

哈尔滨市现有供热锅炉型式各异,热效率普遍较低,高效、低污染、宽煤种的循环流化床锅炉还相对较少。由于种种原因,如结构设计不合理,制造质量不良,辅机配套不协调,可用的煤种与设计的煤种不符,运行操作不当等,都会造成锅炉出力不足、热效率低下和输出参数不合格等问题,结果是能源消耗量过大,甚至不能满足生产要求。对于半新以下的锅炉,采取技术改造措施解决问题,经济合理;对于接近寿命期的锅炉,则以更新为佳;究竟采取何种措施,应遵守技术先进、方案成熟、经济合理的原则,采取集中供热锅炉采暖方式是从根本上解决节能改造问题的方式。

2.供热锅炉节能技术改造措施

2.1给煤装置改造

供热锅炉都是燃用原煤,其中占多数的正转链条炉排锅炉,原有的斗式给煤装置,使得煤块和煤末混合堆实在炉排上,阻碍锅炉进风,影响燃烧。将斗式给煤装置改造成分层给煤装置。即:使用重力筛选将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上,有利于进佩,改善了燃烧状况,提高煤的燃烧率,减少灰渣含碳量,可获得5%~20%的节煤率,节能效果视改前炉况而异,炉况越差,效果越好。投资少,回收快。

2.2燃烧系统改造

对于正转链条炉排锅炉,这项技术改造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。可以获得10%左右的节能率。但是,喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当,否则,将增大排烟黑度,影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉,是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器,改造效果也与原设备状况相关,原状越差,效果越好,一般可达5%~10%。

2.3炉拱改造

正转链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的,有不少锅炉不能燃用设计煤种,导致燃烧状况不佳,直接影响锅炉的热效率,甚至影响锅炉出力。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。

2.4锅炉辅机节能改造

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。

2.5层燃锅炉改造成循环流化床锅炉

循环流化床锅炉是煤粉在炉膛内循环流化燃烧,所以它的热效率比层燃锅炉高15~20个百分点,而且可以燃用劣质煤;由于可以使用石灰石粉在炉内脱硫,所以,不但可以在大大减少燃煤锅炉酸雨气体SO2的排放量,而且,其灰渣可直接生产建筑材料。这种改造已有不少成功案例,但它的改造投資较高,约为购置新炉费用的70%,所以要慎重决策。

2.6旧锅炉更新

这项改造是用新锅炉替换旧锅炉,包括用新型节能型锅炉替换旧型锅炉;用火型锅炉替换小型锅炉:用高参数锅炉替换低参数锅炉,以实现热电联产等。如用适当台数大容量循环流化床锅炉替换多台小容量层燃锅炉,实现热电联产。由于可以较大幅度提高锅炉的能源效率,所以,节能效益可观,投资回收期较短,长则4~5年,短则2~3年。

2.7控制表统改造

供热锅炉控制系统节能改造有2类。第一,按照锅炉的负荷要求,实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量,使锅炉经营常处在良好的运行状态。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。第二,对于供暖锅炉,在保护足够室温的前提下,根据户外温度的变化,实时调节锅炉的输出热量,达到舒适、节能、环保的目的。实现这类自动控制,可使锅炉节约20%左右的燃煤。对于燃油、燃气锅炉,节能效果是相同的,其经济效益更高。

3.供热锅炉节能技术改造减排技术

由于大多数小型供热锅炉运行效率低于出厂效率,而产品设计效率又低于国际水平,因此具有巨大的减排潜力,要的减排技术包括以下几项:

3.1燃料预处理

根据锅炉型号和使用状况,选择合理的煤炭品种,进行煤炭的筛分、洗选和合理配煤,或者采用煤炭的炉前成型技术,从而以较小的代价实现节约煤炭和减排温室气体的效果。一般通过采用筛分、洗选和配煤处理后,煤炭中灰分的含量每降低10%,锅炉燃烧的效率可提高1%。

3.2改造和完善锅炉的燃烧系统

对现有锅炉的燃烧系统进行必要的改造和完善,可以使燃料效率提高5%~10%。其主要的技术措施是锅炉燃烧室的优化,比如安装省煤器、实行计算机控制等。这些措施已经在工业锅炉上广泛应用,其减排的代价也比较低。

3.3采用高效清洁燃烧技术

3.3.1循环流化床锅炉

该技术综合了鼓泡床和高速汽化床锅炉的优点,克服了高速床磨损严重、高温分离结构复杂、难于控制的缺点。循环流化床锅炉适用的燃料为工业煤矸石、烟煤、贫煤等,燃烧效率为89%~92%,容量35~130蒸t。1台75蒸t锅炉每年节煤1万t,年减少CO2排放1.69万t,寿命期内可减排CO225.42万t。

3.3.2抛煤机燃烧锅炉

抛煤机链条炉排锅炉是抛煤机和链条炉排相结合的产物。在抛煤燃烧过程中,煤粒细屑抛入炉膛时呈半悬浮燃烧,较大颗粒落到炉排上继续进行层状燃烧。此种燃烧具有着火条件优越、燃烧热、强度高、煤种适应范围广等优点。还配有二次风及飞灰回燃装置以充分燃烬及减少飞灰不完全燃烧热损失,提高运行效率,减少污染排放。与链条炉排相比,此种锅炉的炉排热强度、炉膛热强度及燃烧效率都比较高。锅炉热效率大于84%,容量为10~30蒸t。1台75蒸t锅炉每年节煤8100t,年减少CO2排放1.33万t,寿命期内可减少CO2排放19.97万t。

3.3.3振动炉排锅炉

振动炉排是一种全机械化、能自动拨火、分段送风的平面式燃烧系统。该炉燃烧采用烟煤时可显著提高热效率,每年可节煤500t,年减少CO2排放827t,寿命期内可减少CO2排放1.24万t。

3.3.4翻转炉排(万用炉排)锅炉

BL型万用炉排是一种用推力送料,类似于往复炉排的燃烧设备,属于一种水冷式层状燃烧装置。适用范围广,可燃用烟煤、无烟煤、褐煤或各种废料及垃圾。此种炉排与链条炉排相比,制造成本低、燃烧充分、热效率高、水冷结构、炉排寿命长。热效率可达80%~82%,锅炉容量可达4~20蒸t。1台6蒸翻转炉排锅炉,每年可节煤400t,年减少CO2排放约666t,寿命期内可减排CO2近1万t。

综上所述,对集中供热锅炉、锅炉辅机、流化床等进行节能改造,应根据具体实际问题,采取相应对策,以集中供热锅炉推动节能减排技术的应用和发展。 [科]

【参考文献】

[1]岑可法,倪明江,骆仲泱等编著.循环流化床锅炉理论设计与运行.中国电力出版社,2008.

[2]姜述杰,高飞.循环流化床锅炉磨损问题初析.锅炉制造,2009,2:19-23.

低压锅炉的节能改造探析 篇4

1 低压锅炉在蒸汽生产中的节能改造

1) 蒸汽产生过程中, 需要使用大量的煤炭等难以再生资源, 近年来煤炭资源紧缺是确切存在的, 所以在燃烧方式上需要加以改变和提高, 选择合适的燃烧材料, 提高炉排速度, 合理的煤风比例能使得锅炉中的余热也可以更好得到利用, 进而加热空气, 不仅节约了燃料, 也改善了燃烧状况, 从而也减少了燃烧过程中废气的排放, 保护环境免受污染;

2) 锅炉经过一段时间的运行, 都会因为受热和水质的原因结垢, 这就跟家用的烧水壶是一个道理, 长期使用就会产生厚厚的水垢, 可以使用醋煮水, 产生化学反应从而消除水垢。大的锅炉也是需要化学等方式除垢, 以免结垢太厚, 影响锅炉中水加热的速度及导流管水流的速度, 从而影响锅炉的使用寿命。污垢的导热系数一般在0.05W/m·k~3.0W/m·k之间, 是钢铁导热系数的1/40~1/8, 也就是说1mm厚的水垢, 可以使燃煤锅炉多烧近10%的煤炭, 白白消耗了大量的煤炭资源。此外, 污垢太多会导致导流管内腔空间变小, 巨大的蒸汽压力可能引起严重的爆炸事件, 危机人们的生命。所以工作人员要定期的检查污垢, 并利用有效的办法清除污垢, 以达到节能效果, 同时保障日常生产生活安全;

3) 锅炉在燃烧过程中, 表面温度高, 容易附着熔融性的灰渣, 受热面一旦结上第一层灰渣, 热阻就会加大, 加上渣层表面粗糙, 为结渣创造了有利条件, 使得灰渣经过长时间的累积, 越积越厚, 随着渣层厚度的增加, 表面温度急剧升高, 当渣层表面达到灰的熔化温度时, 熔渣就会发生流动, 渣层也就不再增厚, 就达到了动力平衡状态。但是熔渣如果流到其它部位, 结渣范围就会扩大。受热面结渣后, 传热效果极差, 排烟温度升高, 锅炉热效率下降;燃烧器出口结渣, 造成气流偏斜, 燃烧恶化, 这就会影响锅炉的传热效果。受热面大面积结渣也会导致通风受到阻力, 耗费大量能源, 因此要及时的清除锅炉上附着的灰尘及灰渣, 减少以上情况的发生。

2 低压锅炉在蒸汽输送中的节能改造

1) 锅炉房内的蒸汽需要通过管道运输, 高压输送, 低压使用。利用高压输送能够减少蒸汽在运输中的散热损失, 而低压使用可以使速度放缓, 不必使用太过高级的设备就能达到预期的效果, 减少蒸汽的消耗量。另外, 蒸汽管道系统中的蒸汽疏水阀是至关重要的环节, 它是连接蒸汽和冷凝水的设备, 投资不大却能收到相当于投资数倍的效果。因此, 在锅炉蒸汽运行过程中, 为了避免造成能源的极大浪费, 就要定期的检查疏水阀的使用状况, 让设备能正常良好的运行。我们还需要定期清除锅炉受热面上的积灰, 防止结渣, 减少传热热阻, 提高设备传热效率。除此之外, 我们还应该对锅炉水质进行控制, 防治锅炉的受热面结垢, 必要时应该对锅炉进行化学除垢;

2) 输送管道的保温隔热也是相当重要的, 为了能够节约成本, 在输送管道的建设过程中, 施工方往往会用劣质的材料, 这样蒸汽在输送中热能容易散发, 使用年限短, 甚至有些保温材料的塌陷还会出现空洞, 尤其是管道连接处出现脱节, 造成蒸汽泄漏, 这样管道就需要重新更换, 期间浪费的能源蒸汽和整修的资金, 是保温材料的好多倍。所以要严格把握保温材料的质量。按GB4272-92《设备及管道保温技术通则》, 在管道系统的外表面采取保温措施后, 其保温层外表面温度必须小于50℃的规定。所以, 需要采用保温隔热的方法来减少散热的损失, 管道进行保温后才可以比不保温减少90%左右的损失, 可见保温节能的效果是非常显著。

3 低压锅炉中冷凝水的回收利用

蒸汽中的冷凝水包含很多热量, 如果加以回收利用, 就能够减少能源的消耗, 而且也能使锅炉很快的达到使用温度, 使蒸汽系统效率提高10%-15%。通过蒸汽冷凝水回收装置, 直接将其回收到下次需要加热的水中, 能够快速的提高加热水温, 从而减少能源的消耗。由于冷凝水是高温软化水, 如果直接排放, 还需要经过水处理, 使其达到排放标准, 如果对其加以回收利用, 可以减少了水处理的程序, 节约了锅炉排放的成本, 也提高了效率。

4 结论

综上所述, 低压锅炉在生产, 输送以及回收利用过程中, 往往会因为人为因素造成一些不必要的经济损失, 这些问题如果及时得预防和解决, 都是可以避免的。科技是第一生产力, 引进先进的技术和研究成果可以进一步提高锅炉的使用率, 可以改造目前低压锅炉存在的缺陷, 以期达到节能的目的。

参考文献

[1]童有武, 张孝勇.锅炉安装调式运行维护[M].地震出版社, 1999, 3.

[2]赵钦新, 康子晋, 张蕾, 等.中国标准出版社, 2004.

燃气锅炉的节能改造 篇5

DZL2-1.25-AII型燃煤锅炉的节能减排改造

戴国栋

(福建省锅炉压力容器检验研究院 福建福州 350008)

[摘要] 该文章针对DZL2-1.25-AII型卧式燃煤蒸汽工业锅炉存在能耗高、超标排放的缺点,提出了一整套合理可行的节能减排改造方案,实施后达到了节能、降耗、减排的预期目标。[关键词] 燃煤锅炉 节能减排 改造

1.概况

福建某酒业有限公司是生产酒类产品的企业,现有一台DZL2-1.25-AII型卧式燃煤蒸汽工业锅炉,额定蒸发量为2t/h,额定工作压力为1.25MPa,燃用II类烟煤。该锅炉于2011年4月制造,2011年9月投入运行,主要用于米酒生产工艺的蒸煮加热。由于燃用II烟煤,且燃烧设备和辅机配置不太合理,造成该锅炉运行时不能达到环保标准要求排放,被当地环保部门责令整改。接到该企业委托改造的邀请,我们对该锅炉进行了实地调研,并针对企业提出的三个要求:

1、保证环保检测达标;

2、改造后具有实用性;

3、改造后锅炉测试热工性能指标达到国家规定。我们认真研究了该锅炉的图纸,分析了该炉型锅炉的运行原理,诊断了锅炉实际燃烧工况,经过科学论证、多方案对比、遴选,最后拟定了以下节能减排改造方案。

2.改造前后锅炉技术参数对比

2.1原有的锅炉运行参数

① 锅炉型号:DZL2-1.25-AII,额定蒸发量:2 t/h ② 额定工作压力:1.25MPa ③ 介质出口温度:194℃ ④ 燃烧方式:链条炉排层燃 ⑤ 设计燃料:II 类烟煤 ⑥ 锅炉热效率:61% 2.2改造后的锅炉运行参数

① 锅炉型号:DZL2-1.25-S,额定蒸发量:2 t/h ② 额定工作压力:1.25MPa ③ 介质出口温度:194℃

福建省特检院2011.1-2013.12科技论文专辑

④ 燃烧方式:固定炉排室燃 ⑤ 设计燃料:生物质颗粒 ⑥ 锅炉热效率:76.7% 3.锅炉节能、减排改造方案

我们本着“节能减排、投资少、工期短、见效快、保安全”的改造原则,决定对现有锅炉本体部分尽量少改动,主要对该锅炉的燃烧系统进行改造,改为燃用洁净燃烧的生物质燃料,通过配置一些节能环保的组件,尽可能减少该锅炉原有存在的各种热能损失,采取相关措施,充分利用余热。我们拟定了以下九个步骤的节能减排改造方案,具体实施的改造项目如下:

(1)为了能燃用生物质燃料,将原有链条炉排和给煤装置拆除,炉膛底部改用固定式炉排,采用生物质燃料喷进炉膛、从炉排底部鼓进一次风室燃的燃烧方式。

(2)为了让生物质燃料充分燃烧,应拆除原炉墙、重新砌筑燃烧室,并在炉膛前部,增加二次送风系统;在后炉膛烟气的一次回程与二次回程转弯室增设三次送风。普通工业锅炉一般都是在一次风下燃烧。实践表明给工业锅炉增加二次风、甚至三次风,无疑会增加炉膛的空气量,使更多的氧气进入炉膛、参与燃料的燃烧,以实现燃料的完全燃烧、消除锅炉冒黑烟,同时会大大降低锅炉初始排尘浓度。

(3)在生产车间用汽设备的尾部增加一套冷凝水回收装置,将原有弃之不用的冷凝水进行封闭式回收,充分利用使用过了的蒸汽的余热,以便实现节约用水且能提高锅炉给水温度的目的。

(4)在锅炉烟气出口增设一个节能器,目的是利用排烟余热,进一步提高给水温度,提高锅炉热效率。锅炉排烟中含有高达18%的水蒸汽,其蕴含大量的潜热未被利用,排烟温度越高,排烟热损失就越大。节能器直接安装在锅炉烟道中,回收高温烟气中的能量,减少燃料消耗,经济效益十分明显,同时水蒸汽的凝结吸收烟气中的氮氧化物,二氧化硫等污染物,也将降低污染物的排放。

(5)为了提高除尘效果,在原有冲击式除尘器基础上,在引风机与节能器之间增加一台高效的多管旋风除尘器,除尘效率提高了约35%,使烟气排放达到环保部门要求的标准。

(6)因增设了节能器与多管旋风除尘器,增加了烟风道的烟气阻力,原有Y10-24引风机的风压风量将不足,所以必须改用GY2-18引风机,为了节约电能,增设了变频控制器来控制鼓、引风机的启停,与原先鼓引风机耗电量相比,可以节约约1/3的用电量。

(7)给水系统的改造:原有锅炉给水系统中没有水处理设备,造成锅炉容易结生水垢,降低了锅炉2

福建省特检院2011.1-2013.12科技论文专辑

本体受热面的换热效果,所以必须增设一台全自动智能型钠离子交换器,以防止锅炉结垢而降低锅炉热效率。通过采用锅炉除垢剂和电子防垢器来软化锅炉给水,减少锅内水垢的产生,优化水汽循环系统,并通过合理控制锅炉的排污,从而提高锅炉热效率。

(8)增设一台保温水桶,供蓄积节能器软水之用。

(9)因为要安装多管旋风除尘器、节能器和保温水桶,所以必须改造原有的烟风系统。

4.结论

采取以上措施进行节能、减排改造后,原先差点要被淘汰、拆除的锅炉重新焕发出了“青春”。改造后的锅炉经过实际运行,其燃烧工况稳定,各方面运行技术指标都能达到预定要求。经过对该锅炉的热工性能测试,其热效率从原先的61%提高到了76.7%,粗略地估算每年节能量约为360吨标准煤,价值约人民币30万元,当年就能收回改造成本。而且经检测,改造后锅炉的烟尘排放浓度、烟气黑度、二氧化硫以及氮氧化物等污染物的排放都能到达GB/T13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》的要求。

通过以上节能减排改造方案的实践,为中小型燃煤工业锅炉树立了一个确实可行的节能减排改造成功案例。

参考文献:

[1] JB/T 10094-2002《工业锅炉通用技术条件》 [2] GB/T 13271—2001《锅炉大气污染物排放标准》

燃气锅炉的节能改造 篇6

关键词:注汽锅炉 节能降耗 余热回收 燃料结构

1 概述

热力采油技术是将饱和湿蒸汽注入稠油油层以降低其粘度,从而依靠机械举升方式将稠油输送至地面的一种开采方法,主要分为蒸汽吞吐和蒸汽驱动两种方式,其核心设备为注汽锅炉。大多数的注汽锅炉使用寿命均在10~20年。操作控制系统的滞后和设备的老化导致注汽锅炉无法达到出厂时设计热效率的要求。所以,降低注汽锅炉的燃料损耗,优化注汽锅炉燃料结构,减少注汽成本在稠油热采损耗总成本中的比重,是未来重质油高效勘探开发的必然方向[1]。

2 注汽锅炉燃料及热损失分析

2.1 燃料分析。以原油为燃料时燃料损耗大,从稠油操作成本构成分析,燃料费约占30~40%。燃油的主要缺点是导致炉管特别是对流段积灰腐蚀严重,炉管积灰腐蚀主要有两方面危害:首先,积灰严重阻碍烟气冲刷翅片管,降低传热效果,制约注汽锅炉本身的热效率;其次,增加锅炉的维护成本,需定期清灰吹灰和更换炉管,否则注汽锅炉运行的安全性和热效率都无法保障[2]。

2.2 注汽锅炉热损失分析。注汽锅炉的热损失主要包括排烟热损失、机械不完全燃烧损失、化学不完全燃烧损失和锅炉向外环境散热损失,其热损失占锅炉总损失的80%。注汽锅炉设计排烟温度燃气时≤180℃,燃油≤240℃,在现阶段的实际生产过程中,锅炉的排烟温度无法达到这个要求,导致排烟热损失超出设计要求,更多的燃料发热量被排放大气中,造成能源的浪费和大气的污染[3]。

3 改造方案研究和分析

3.1 利用热管技术回收烟气余热加热锅炉给水。燃油时注汽锅炉平均排烟温度能达到280℃-320℃,燃气时平均排烟温度约为200℃-240℃。注汽锅炉烟气余热在原理上可以用余热伴热燃料油,助燃空气和给水。燃油工艺流程中油侧换热系数较低且流动性差,对伴热介质的温度和品质要求较高,燃油流程架高至对流段高度对供油泵和管线的要求都很高,易造成油压不足和油路凝堵的现象。经过综合分析,用回收热管烟气余热伴热锅炉给水是最优选择。烟气余热预热给水方式工艺简单,投资少见效快,对降低锅炉排烟热损失提高热效率有明显作用。锅炉给水加热后温度约为50-60℃,处于水腐蚀金属最严重的温度段,所以对于热管材质的筛选也尤为重要。利用热管回收烟气伴热给水的系统流程如1图所示:

3.2 优化注汽锅炉燃料结构。注汽锅炉运行时消耗大量的原油或天然气,最好的改变燃料高消耗高成本的方法就是用水煤浆代替其他燃料。用水煤浆作为注汽锅炉燃料主要面临以下技术问题:

3.2.1 如何完成水煤浆的生产和运输过程。煤是一种价格较低廉且污染严重的燃料,将煤合理有效清洁利用主要取决于设备工艺,所以应在完善工艺流程的同时尽量降低设备改造成本。

3.2.2 如何完善点火和控制系统。燃烧水煤浆仍需保留引燃系统,通过燃料气作为引燃水煤浆的火源,水煤浆较燃油不易点燃,需增大引燃气压力和流量来完成点火过程;为保证水煤浆的燃烧达到最佳效果,对炉膛压力、烟气含氧量和供浆系统实现自动控制。

3.3 开发新工艺清除积灰积垢。注汽锅炉炉管特别是对流段翅片管部分积灰,不仅阻碍烟气流通,而且影响工质与烟气的对流换热,使烟气温度明显升高。传统除灰方式是通过一定压力空气或水来冲刷炉管表面,只能清除表面酥松的积灰,无法清除累积已久的烟垢,所以,必须探究有效的化学药剂清洗冲刷翅片管,在不腐蚀炉管材质的前提下将灰垢彻底清除。

通过对现场进行监测和分析,对燃油、烟垢做取样分析。针对烟垢的组成和特点,进行化学分析,确定除垢剂的化学性能成份,从而制造研发出有效的除垢试剂。研制除垢剂的关键是如何使附在受热表面上的烟垢在它的作用下变的像积灰一样松脆、易脱落,通过试验,选出理想有效的化学药剂,使其在一定温度或其它条件作用下,与烟垢发生化学反应,最后达到除垢、清垢、防垢的目的。

4 结论

4.1 利用热管换热器回收注汽锅炉烟气余热并加热泵前给水,可以降低排烟温度,减少热损失,是注汽锅炉节能降耗的有效途径。

4.2 利用价格低廉的能源和设备改造简捷的工艺应用于注汽锅炉,是能源形势愈发严峻条件下的必然选择。

4.3 改变传统除灰清灰方式,开发新工艺也是提高注汽锅炉热效率的有效方式。

参考文献:

[1]张奎,林森木,王树静.中国能源投资导览[M].北京:中国言实出版社,2003.

[2]刘继和,孙素凤.注汽锅炉[M].第三版.北京:石油工业出版社,2007.

链条锅炉炉拱节能改造的实践 篇7

链条炉排热水锅炉在区域供热领域应用广泛,但燃烧效率偏低,平均热效率不高于65%,这将极大地制约了供热公司节能目标的实现。

根据锅炉运行实际状况总结,得出链条炉排热水锅炉运行热效率偏低主要有以下几个方面原因:

1)炉拱设计与原煤燃烧性能不匹配,致使原煤在炉膛内不能进行充分燃烧。

2)鼓引风系统风压调节能力偏低。

链条锅炉实际运行中普遍存在几个问题:

1)锅炉出力不足;

2)炉渣含碳量较高,锅炉热效率偏低;

3)煤种适应性差;

4)烟囱冒黑烟,造成环境污染,锅炉热损失增加。这些问题的存在,主要是由于锅炉关键结构———炉拱技术落后引起的。

2 炉拱的助燃机理

过去我国一直沿用传统的镜面反射观点来设计炉拱,而用耐火材料浇筑的炉拱实际上表面粗糙度较大,加上运行过程中高温烟气飞灰经常会粘附到炉拱表面,这样更不能保证炉拱镜面性。并且无论耐火混凝土还是粘土耐火砖,其表面黑度值均较大(0.8~0.9),炉拱反射率仅为0.1~0.2,炉拱镜面反射能力极弱。因此炉拱的真正作用是热辐射而不是热反射。

3 炉拱作用的新解

炉拱的作用在于以下几个方面:

1)按一定的几何流线形成火焰及高温烟气流程,使火焰及高温烟气合理地有组织流动,优化烟气动力场分布;

2)改善炉膛内着火条件,使燃料按照预热、干燥、着火、放热到燃尽的过程有序进行;

3)调节温度场分布均匀度,促进燃料燃烧,提高燃烧效率;

4)改善炉膛火焰充满度,强化传热;

5)蓄积能量,维持火床和炉膛的持续高温状态,强化燃烧和热辐射。

4 炉拱改造实践

总结多年来供热锅炉生产运行经验,摸索出链条炉排供热锅炉炉拱的节能改造方法———覆盖率控制法,结合实际案例说明如下:

1)如图1所示,这是一台双锅筒纵置式链条炉排热水锅炉,额定出力7.0 MW。前后拱均为耐火混凝土拱。前拱倾角39°,前拱出口端距炉排面1 173 mm,前拱起点距炉排面450 mm,前拱过梁距炉排面180 mm,前拱投影长度1 140 mm;后拱倾角10°,后拱出口距炉排面900 mm,后拱起坡点距炉排面555 mm,后拱首尾部分均为水平段,后拱投影长度2 860 mm;喉口尺寸为1 820 mm,炉排有效长度为5 820 mm。

此台锅炉于1996年安装完成,冬季运行时发现燃料预燃缓慢,前拱区1.5 m以内无明显火焰,在二、三道风门中间处才开始起火,火焰竖直进入喉口前部,并未对前拱形成任何冲刷现象,前拱温度明显偏低。三、四道风门处火焰呈白色,燃烧情况明显好于其他部位。后拱五道风门处火焰比较微弱,六道风门处火焰基本熄灭,后拱火焰及烟气绝大部分贴附拱顶形成高度约30 cm的烟气流从后拱出口直接进入喉口,流线比较平直,无搅动现象,后拱火焰充满度严重偏低。炉渣含碳量较高,并伴有部分未燃原煤。经过多次调整煤层厚度、鼓引风风量及各风门的配风方案,均没有收到明显效果后,决定从炉拱入手分析解决问题。

首先验算炉拱参数,计算后拱覆盖率(后拱水平投影长度与炉排有效长度比值)为0.49,前拱覆盖率(前拱水平投影长度与炉排有效长度比值)为0.20,喉口面积比率为0.31,前后拱出口高度比为1.30。

其次根据锅炉运行实际工况结合炉拱计算参数进行分析,后拱虽然低矮,但由于长度偏短,造成后拱处烟气流程偏短,烟气负压增大,流速提高;加之后拱覆盖率偏小,使四道风门完全暴露于后拱出口之外,此风门在正常运行中配风量较大,此处的高速烟气流对后拱烟气具有引射作用,加剧了后拱烟气流速增加程度。在以上两个原因共同作用下,后拱烟气及火焰贴附在后拱顶部,无法保证后拱下火焰及高温烟气充满度,致使锅炉后端难以蓄积热能而达不到正常温度。炉排有效长度一定时,后拱偏短造成了后拱覆盖率偏小,这就使喉口面积比率增大,喉口处烟气流速较低,沿程损失随之降低,负压随之增高,后拱烟气及喉口烟气形成短路现象,很难将热量辐射或导流到前拱处引燃新燃料,严重影响火床的有组织燃烧机制。

前后拱出口高度比是决定高温烟气流是否能进入前拱并形成强烈旋流。后拱高度接近于前拱高度,将会使此参数变小,高温烟气不易进入前拱区,这将造成前拱区温度难以升高,不利于燃料起火;后拱高度太低,将会使此参数变大,后拱区容易形成正压,高温烟气流会直冲前拱,前拱处极易产生正压燃烧,前拱底部温升太高,严重时可能烧毁煤闸门和前炉门。

经分析后确定炉拱改造方案:

a.后拱加长400 mm,覆盖率变为0.56,后拱出口位于三、四道风门中部上方;

b.后拱出口压低100 mm,以提高烟气流速;

c.因后拱降低,前后拱出口比已由1.30提高为1.47,本次前拱不作改造;

d.改造完毕后,运行过程中调整配风方案。

为减小经济损失和节省施工时间,原后拱不作拆除只在其前端面做凿毛处理,然后浇筑耐火混凝土,新浇筑混凝土前端压低100 mm,后拱出口呈“人”字拱(见图2)。

点火运行时,适当调整了配风方案(见表1),新燃料在进入前拱后就开始冒出蓝烟,约行至30 cm处起火,二、三、四道风门处火焰炽烈,呈亮白色。火床长度、燃烧状况比改造前大为改善,六道风门后燃料已燃烧完全,炉渣呈灰白色,燃料燃尽率较高。

2)如图3所示,这是一台型号为SZL14-1.25/130/70-P热水锅炉炉拱示意图,炉拱均为耐火混凝土,分为前拱、中拱、后拱三部分。前拱倾角50°,前拱出口端距炉排面1 974 mm,前拱起坡点距炉排面440 mm,前拱过梁距炉排面220 mm,前拱水平投影长度1 472 mm。

中拱顶部距炉排面1 500 mm,中拱长1 050 mm;后拱出口距离炉排面1 200 mm,后拱前段为水平段,后段为倾斜段,倾角13°,起坡点距离炉排面570 mm,后拱水平投影长度为3 860 mm;喉口分为前后两部分,前、中拱之间喉口长为920 mm,中、后拱之间喉口长为440 mm;炉排有效长度7 750 mm。

此台锅炉于2009年安装完成并投入运行就发现有以下缺陷:

a.预燃段偏长,前拱下燃料无燃烧现象,前喉口处缓慢燃烧;

b.中拱下火焰微弱,后喉口处燃烧正常,火焰呈炽烈状态;

c.整台炉火床较短,从前喉口起火到后拱倾斜段火焰已熄灭;

d.与其他正在运行的锅炉相比炉温较低,仅能达到550℃~600℃;

e.存在严重的表层燃烧缺陷,调节煤层厚度及配风方案均无效;

f.绝大部分火焰及烟气从后喉口短路进入炉膛上部;

g.燃料浪费严重,炉渣中原煤体积含量达18%。

验算炉拱参数,前拱覆盖率为0.19,中后拱覆盖率为0.63,前、后拱出口高度比1.64,三个参数数值均在正常范围之内。而后拱覆盖率仅为0.5,绝大部分高温烟气及火焰从后喉口短路进入炉膛上部,致使中拱失去作用,因此燃烧缺陷主要由后喉口的宽度较大引起的。

拆除中拱并加长后拱,加长尺寸同中拱长,相当于将中拱后移,取消后喉口,见图4。点火运行并调节配风,效果良好。

3)在过去几年中,按相同的方法又改造一台DZL14-1.0/95/70型热水锅炉炉拱及一台DZL21-1.25/130/70型水火管热水锅炉炉拱,均收到良好效果。

5 结语

炉拱是链条锅炉的关键组成部分,它起着引燃新燃料和促进炉内烟气混合的作用。炉拱的优劣对锅炉燃烧效率和出力有着极其重要的影响。

根据近几年来对锅炉炉拱的跟踪观察、分析、改造,笔者认为:

1)我们应该抛弃“炉拱镜面反射”和“炉拱热辐射”占主导地位的观点,炉拱材料的黑度和燃烧过程中的炉拱表面状况决定了镜面反射不能成立;炉拱的热辐射是一种间接作用,远远小于高温火焰及烟气对燃料的作用。

2)炉拱的关键作用在于有效约束高温烟气按一定的流程流动为锅炉炉膛形成良好的烟气动力场,以利于高温烟气携带热量进行有效传递,促进燃料完全燃烧,使炉拱区域产生理想的温度场,给锅炉各种受热面提供原动力。

3)炉拱的辅助作用是保护锅炉内部金属构件,避免火焰及烟气对其直接冲刷及炙烤,有效防止构件形变,延长使用寿命。

4)燃料燃烧效果好坏主要取决于锅炉后拱性能的优劣,采用低而长的后拱有利于将高温烟气和炽热炭粒导流至前拱,提高前拱区温度,利于着火。

实践证明:低长的后拱可提前着火线,增长火床,延长燃料燃烧时间,改善了燃料的燃烧和燃尽。

5)后拱的低长程度也不宜过分,那样也会造成烟气动力场、温度场的不均衡,更有甚者灼热烟气飞灰粘附后拱,情况将更为严重。一般情况下,后拱最低处距炉排450 mm~550 mm,倾斜段倾角控制在9°~11°之间,后拱覆盖率应控制在0.55~0.7之间。

6)考虑节约改造费用,建议炉拱改造尽量在后拱局部进行,或者加长后拱,或者加长、压低同时进行。

摘要:针对链条炉排供热锅炉的运行现状,对传统锅炉炉拱设计方法提出质疑,对锅炉炉拱的实际作用进行分析,提出了控制覆盖率的炉拱改造方法,详细列举运用此方法的成功案例,以期为供热锅炉节能改造提供指导。

关键词:锅炉,炉拱,燃烧,覆盖率,充满度

参考文献

电厂锅炉风机节能改造探讨 篇8

1 风机节能改造原理

1.1 一般运行经济性

在电厂锅炉中, 若风机处于高出力区域, 各种类型风机效率差距较小, 风机节流损失较小, 接近额定出力, 风机均无节流损失。在低出力区域, 离心式风机和轴流风机前导叶调节存在较大的节流损失, 而轴流式动叶调节几乎无节流损失, 效率相对较高。

1.2 典型风机调节特性

1.2.1 进气预旋 (静叶) 原理。

某电厂锅炉风机采用进气预旋调节, 即将导流器安装在介质进口处进行调节。导流器有可转动的导向叶片, 气流经导向叶片进入风机。改变导向叶片角度, 可以改变气流进入风机时的速度大小和方向, 导流器使风进入风机前的气流产生预旋, 从而使气流圆周分速度加大, 压力降低。导向叶片转动角度越大, 风量越小, 气流产生的预旋越强烈, 压力降低越大, 所以风机特性曲线越陡直。此种调节方式虽有较高的调节范围和一定的经济性, 但其结构复杂, 且存在冲击损失, 维修费用较高。

1.2.2 变速调节原理。

变速调节即改变电动机的转速, 以改变风机的风量的一种调节方式, 从空气动力学理论来讲, 改变转速调节是最合理的。变速调节一般通过变频调节来实现, 即改变电动机输入电流频率。采用这种调节方式风机无附加功耗, 风机所耗功率是根据实际需要而改变, 所以更为经济。

由流体力学可知, 风量与转速的一次方成正比, 风压与转速的平方成正比, 轴功率与转速的三次方成正比, 当风量减少, 转速下降时, 其功率降低很多。

1.2.3 双速电机调节。

双速调节是指利用双速电机控制风机在高速和低速两个转速下切换, 可以靠改变电流或电压来改变转速, 常有交流和直流两种。在负载较大时启用高速控制, 在负载较小时启用低速控制, 是变频调节的一种特殊形式。不同之处在于, 通过变频器调节能够实现风机的连续变转速控制, 在各负荷段均具有节能效果, 而双速电机调节使得风机转速存在明显的阶跃现象, 仅在较低负荷段具有节能效果。

2 改造方案的经济型比较

对于某电厂300MW机组, 吸风机和增压风机均采用动叶可调轴流式风机, 系统布置为两台吸风机和一台增压风机, 为进一步提高三台风机的总效率, 可采取下列三种方案。

方案一:三台风机全部采用变频调节。每台风机采用变频调节后, 在低负荷时均具有一定的节能效果, 但初始投资较大, 变频装置维护和更换的费用也较大。

方案二:两台吸风机变频调节, 增压风机不变。考虑到脱硫系统阻力变化幅度较小, 增压风机变频经济性有限, 不采用变频调节, 仅对吸风机采用变频调节。

方案三:一台吸风机变频调节, 另一台吸风机和增压风机不变。一台吸风机长期处于高效区运行, 承担“基本出力”, 另一台吸风机按照变频调节方式运行, 根据机组负荷调节电机转速进而改变吸风机工作点, 共同满足锅炉的安全运行要求。

相对于离心式风机和静叶可调式风机来说, 轴流动叶可调式风机在调节过程中动叶与气流入口的切角相对较小, 因此其气流的流动图图11轴轴流流式式风风机机变变频频前前后后性性能能曲曲线线阻力较小, 叶片做功损失较小, 而变频调节过程中气流与叶片之间几乎无冲击损失, 因此在运行过程中, 变频调节风机相对于轴流式风机仍有一定的效率优势。轴流式动叶可调风机与采用变频装置后轴流式风机性能曲线如图1所示, 由图可知, 根据变频后性能曲线, 在机组相同的负荷下, 风机工作点将略有上移, 从70%~80%效率区进入>80%效率区, 风机效率有所提高。

根据轴流式风机的性能曲线和变频前后性能的模拟分析, 对该吸风机进行推测计算, 得到变频前后轴流式风机效率变化曲线, 如图2所示。

根据上述分析计算, 对三种方案的经济性进行计算对比。以该机组为例, 假设条件有:全年运行小时数7200小时, 负荷率70%, 厂用电费用0.4元/千瓦时, 变频改造费用200万元/台, 计算期为5年, 锅炉及脱硫系统正常运转, 相对于现有运行方式, 各改造方案的经济性比较见表1。

从表1中的分析结果可看到, 相对于两台吸风机一台增压风机 (轴流式动叶可调) 的典型配置, 方案一和方案二都存在初始投资过大、效益不明显、投资回收时间长等缺点, 方案三节约电量较大, 经济效益较高, 可以作为现有风机系统改造的可行性方案。

需要注意的是, 方案三中一台吸风机承担基本出力, 接近风机的BMCR工况点, 另一台吸风机承担出力较小, 必然导致锅炉尾部烟道两侧存在流量不均的现象, 可能引起两侧空预器一次风温差异较大, 除尘器两侧除尘负载相差较大, 尾部受热面局部存在热偏差等问题, 因此在实践中仍需要结合一次风系统、除尘系统和受热面的实际布置和设备特性来克服上述困难。

摘要:文章对某电厂锅炉轴流式风机变频调节改造方案进行了对比分析, 获得了最佳改造方案, 有较好经济效益, 可作为燃煤机组节能减排的实施方案之一。

关键词:轴流式风机,变频调节,节能减排

参考文献

[1]徐志强.火电厂300MW机组引风机变频改造[J].能源研究与利用, 2008, 1:47-48.

锅炉上水系统节能改造和应用 篇9

对锅炉的上水系统上水的过程中, 由于原来系统及设备自身的运行特点, 我们发现其主要有以下几大特点: (1) 锅炉上水时, 一般采用给水旁路上水, 对汽包炉而言, 在在上水过程中应严格的控制上水的速度, 如果上水的温度与汽包壁温度的差值超过了40摄氏度, 当然这个温差针对不同容量的锅炉是有所差异的, 那么就应立即减慢上水的速度, 如果进水温度过高, 而此时汽包壁的温度是低于38摄氏度的, 那么同样也要减慢进水的速度, 并且延长进水的时间。上水的季节为冬季时, 上水的时间应多于4个小时;而夏天时, 上水的时间也要超过2个小时。 (2) 进行上水的操作之前, 应先检查并且保证各个系统阀门的工作状态是具备上水条件的, 只有确认对上水操作是不会产生负面的影响后才可以进行上水的操作。 (3) 锅炉上水时应均匀并且缓慢, 夏季时上水的速度应在80t/h-90t/h的范围内, 而其他季节的上水速度则应在40t/h-45t/h的范围内。在锅炉上水系统启动的初期, 上水量通常都是很小的, 并且上水所需要的时间也很长, 这也就大大的增加了工程的用电量。 (4) 当锅炉上水的位置已经达到了锅筒水位的-100mm的位置处时, 应停止上水的操作, 同时打开省煤器再循环阀。操作完成后, 应先对锅炉水的品质进行化学检测, 确认合格后才可以进行点火的操作, 冲洗锅炉水时要调节准确汽包水位, 水位波动不宜过大, 同时也防止了缺水或是满水问题的出现。由于锅炉上水系统在启动初期的上水速度较慢, 并且上水量也较小, 上水时间较长, 还时有问题发生, 这就大大的增加了厂家的用电消耗, 提高了系统的启动成本, 因此, 为了进一步提升锅炉上水系统的节能效果和应用型, 我们应对其进行相应的改造。

第二, 锅炉上水系统节能改造前后运行方式的对比分析

(一) 锅炉上水系统节能改造之前的运行方式。未对锅炉上水系统进行改造时, 其运行方式如图1。除盐水会先补充给凝结水的补充水箱, 之后凝结水的补充水泵会将这部分除盐水打到凝汽器中, 然后在经由锅炉上水泵, 将除盐水打进除氧器。之后再进行加热的操作, 电动给水泵将其升压也就是锅炉的给水。在分析原有的锅炉上水系统时, 我们发现除盐水虽然也是经由凝结水补充水箱到上水泵进行升压, 之后再到锅炉上水系统的位置处, 但在此过程中是无法进行加热的, 所以其也是不能满足上水系统运行规程的实际要求的。

原有的锅炉上水系统在锅炉上水以及点火升压的开始阶段, 凝结水泵以及电动给水泵必须都具有十分良好的工作状态, 所以这对用电的要求是很高的, 并且耗电量也是很大的。

(二) 对锅炉上水系统节能改造后的运行方式。具体的锅炉上水系统的节能改造方式如图2, 在机组设备的启动开始阶段, 除氧器的内部压力通常都是较低的, 一般情况下是接近大气压力的, 这时我们应将阀门3关闭, 这是除盐水就会直接经过阀门4和阀门5, 并直接补水给除氧器了。与改造前的方式不同, 在锅炉上水阶段和点火的初期, 我们应将阀门1打开, 上水泵此时就可以直接上水给锅炉了。

对系统进行了这样的改造后, 无论是锅炉的上水阶段还是点火的初期阶段, 都是可以不启动凝结水泵和电动给水泵的, 只需要采用功率更小的锅炉上水泵就可以完成上水的工作了, 大大的降低了机组设备的耗电量。

(三) 锅炉上水系统节能改造后的运行情况。在改造完成后, 我们将其应用到了某厂的220MW的机组设备中, 首先我们先分析各个设备的电功率, 凝结水泵的电功率为280k W, 而电动给水泵的电功率则高达6000k W, 锅炉上水泵的电功率仅为75k W。在机组设备启动后, 使用了节能改造后的锅炉上水系统, 取得了非常理想的应用效果。以某次启动为例, 凝结水泵以及电动给水泵在机组运行的最初阶段, 其电量消耗大概为其额定功率的60%左右, 那么可以节约的电量就应为: (280×7.5×60%) + (6000×7.5×60%) - (75*7.5) =27698k Wh, 如果每外购1度电的价格为0.6元, 那么所节约的成本就为:27698×0.6=16619元。

再以2013年的7月某次启动为例, 从锅炉上水到机组正式投入运行, 锅炉上水泵的总工作时间约为531分钟, 也就是8.9小时, 那么所节约的电量就为: (280+6000) ×8.9×60%-75*8.9=32868k Wh, 而所节约的运行成本就为:32868×0.6=19721元。

锅炉上水系统的改造费用总计约为6000元, 也就是说只要设备投入使用一次, 那么就可以收回成本, 改造后的系统是具有非常可观的经济效益的。

通过以上的论述, 我们对锅炉上水系统改造前后的运行方式以及锅炉上水系统改造后的运行情况进行了对比和分析。锅炉上水系统对于整个机组的耗电量以及运行成本是有着重要的影响的, 改造之前设备耗电量较大, 并且运行成本很高, 而在采用了上述方式对锅炉上水系统进行节能改造后, 其所需要的改造费用仅为6000元, 锅炉启动一次便可以收回改造所需的费用, 并且也大大的降低了整个机组的耗电量, 具有非常可观的经济效益, 值得我们大力的推广并使用。

摘要:进入到21世纪以来, 随着我国市场经济水平的迅速提升, 我国的各行各业都取得了非常快速的发展, 俗话说“经济发展电力先行”, 作为经济发展的先行军, 电力行业也得到了迅猛发展, 而燃煤电厂现在也必将在将来相当长一段时间内占据电力供应的主导地位。随着节能减排要求日益提高, 如何降低火电厂能量消耗逐渐成为各发电企业面临和热衷的重点课题。在这其中, 降低机组启动过程消耗是节能降耗的一项重要内容, 各企业围绕降低启动过程消耗做了大量的尝试, 也取得了许多重要成果。本文便简要介绍了一种锅炉上水系统的节能改造方法, 并且对其进行严谨的可行性分析, 在改造后其运行性能良好, 节能效果明显, 有效的解决了原系统运行时耗电量大、启动成本高的问题。

关键词:锅炉上水系统,节能改造,运行方式

参考文献

[1]邵飞跃.进口220MW机组上水系统改造及上水方式优化[J].全国火电大机组, 2008.

[2]刘振华.锅炉上水系统改造[J].中国新技术新产品, 2009.

浅析燃煤锅炉节能改造技术 篇10

1 分层给煤装置改造技术

目前, 我国的燃煤锅炉原料大多使用原煤, 块煤、末煤混合入炉居多。原有的斗式给煤装置, 使混合煤阻碍空气进入锅炉量, 减少燃烧煤与空气的接触面积, 影响煤充分燃烧。可以将斗式给煤装置改造为分层给煤装置, 将原煤中的末煤层层筛选、过滤, 上层煤块缝隙多, 空气进入量大, 可以使煤块充分燃烧, 下层煤末也可松散地分布在炉排上, 煤炭的燃烧率随之提高。使用分层式给煤装置, 可以改善锅炉内原煤的通风状况, 提高煤炭的燃烧率, 这种方法既节约成本, 效率又高, 可大量使用。

2 节能涂料喷涂技术

燃烧锅炉的炉膛内壁, 由于长时间燃烧煤中烟气粉尘的堆积, 铁管在高温氧化作用下, 铁管壁磨损严重, 降低了锅炉使用寿命。铁管壁的磨损, 铁管的远红外辐射系数低, 使铁管传递热量到水中的时间延长, 炉膛内的热传递效果差。可以通过对锅炉铁管壁和省煤器管表面喷涂远红外辐射节能涂料的方式, 提高铁管表面的热辐射系数, 增加铁管传递热量到水中的速度, 可以有效保护炉膛内壁和省煤气使用寿命, 节约原煤消耗量, 成本不高且效果极好。

3 锅炉烟气余热回收和富氧燃烧

燃煤锅炉烟气排放温度普遍高达180℃以上, 这种高温燃烧既污染了环境, 又会浪费了宝贵的烟气余热资源。要改善这种情况可思考利用热管换热技术, 这种方法可有效回收这部分受污染的烟气余热资源, 用来预热锅炉助燃空气充当空预器的作用, 预热锅炉给水达到省煤器的效果, 可以生产热水充当水加热器功能。该项技术的应用可以变废为宝, 其经济效益和社会效益非常显著。

另外, 当锅炉火焰温度不够、需要扩容、煤渣含碳量偏高、锅炉燃烧效率不高、烟气林格曼黑度无法达标、锅炉出力不足的时候, 可以考虑采用富氧燃烧技术, 来增加助燃空气中氧气的含量, 使得燃料燃烧的更加充分。该项技术不仅可以降低空气过剩系数, 减少燃烧后的烟气排放量, 还能大大提高火焰温度和降低排烟黑度, 实现节能的目的。

4 燃烧系统改造与炉拱改造

对于正转链条炉排锅炉, 该项技术改造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, 这种改造可以获得10%左右的节能率。但是, 对于喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当, 否则将增大排烟黑度, 影响节能效果。对于燃油、燃气和煤粉锅炉, 是用新型节能燃烧器取代陈旧、落后的燃烧器, 改造效果也与原设备状况相关, 原状越差, 效果越好, 一般达不到10%的良好效果。

一般情况下, 正转链条炉排锅炉的炉拱都是按设计煤种配置的, 有不少锅炉不能燃用设计煤种, 导致燃烧不够充分, 不同程度上影响锅炉的热效率, 甚至会影响锅炉出力。要改变这种状况, 就要按照实际使用的煤种, 适当改变炉拱的形状与位置。这样的改进可以改善燃烧状况, 提高燃烧效率, 减少燃煤消耗。这项改造可获得10%左右的节能效果, 并且技改投资半年左右可收回。

5 锅炉辅机节能改造与锅炉本体保温

在具体的时间中, 燃煤锅炉的主要辅机主要包括鼓风机和引风机两部分, 其运行参数与锅炉的热效率和耗能量紧密相关。要实现燃煤锅炉的技能, 就要应用适当的调速技术。要依据锅炉的负荷需要调节鼓与引风量, 来维持锅炉运行的最佳状况, 这样一方面可以节约锅炉燃煤, 另一方面又可以节约风机的耗电, 节能效果十分突出。

一般状况下, 锅炉本体在20℃的环境温度下, 散热损失在2%左右。在具体的应用中, 如果锅炉本体保温不好, 会加速锅炉的散热损失, 恶化周围的环境。要改善这种不利的状况, 可以思考使用新型专用保温膏。专用保温膏材料粘度大, 而且保温效果好, 干后抗冲击、抗震动效果极佳, 整体密封性能会有显著加强, 与特殊配套的防水涂料相配合使用效果会更佳, 可有效减少散热损失0.5%~1%, 该种技术的应用会起到改善劳动条件, 美化劳动环境的预期效果。

6 旧锅炉更新与控制系统改造

该项改造是用新锅炉替换旧锅炉, 即用大型锅炉替来替换小型锅炉, 用新型节能型锅炉替换旧型锅炉, 用高参数锅炉来替换低参数锅炉, 以实现热电联产等效果。如用适当台数大容量循环流化床锅炉替换多台小容量层燃锅炉, 就能实现热电联产。这样的替换可以较大幅度提高锅炉的能源效率, 因此节能效益可观, 且投资回收期较短, 长则4~5年, 短则2~3年。

燃气锅炉的节能改造 篇11

关键词:冷凝腐蚀;回水温度;混水泵

中图分类号:TK229     文献标识码:A      文章编号:1006-8937(2016)03-0176-02

1  现状概述

供热初期或末期,特别是锅炉负荷波动较大或较低时,供回水温度普遍也会降低,此时发生的腐蚀较为强烈,这是因为,温度较低时,烟气较为潮湿,空气中的水分吸附在金属表面上,形成薄薄的水膜,此时的水膜呈酸性或弱酸性状态,原因如下:

一是烟气本身就含有酸性气体成份,这些酸性或弱酸性气体经过燃烧后,生成亚酸及盐类物质,加大了其本身的浓度及数量;

二是酸中的氢离子得到电子后析出氢气H↑形成了析氢腐蚀;

三是被电离的铁离子及产生的亚酸类物质、盐类物质混合在一起,如使其中的氧得到电子后又析出氢氧根离子,从而加快了化学变化的速度,也就是说,烟火管的腐蚀就是由低温烟气冷凝引起的潮湿与金属发生反应后形成的,如果锅炉长期处在低温状态下运行,特别是在锅炉尾部受热面长时间处在不干燥状况,金属表面结露严重,冷凝水又不能及时排净,这种工作环境状况,就是导致WNS型锅炉烟火管发生腐蚀的主要原因。

2  提高锅炉回水的积极意义

我国常规的有压热水锅炉的设计温度通常在95 ℃/70 ℃下运行的,由于常压热水采暖系统限制了系统的进出口热水温度,通常采用75 ℃/55 ℃作为热水采暖系统的运行温度。然而在实际运行中,由于要兼顾经济成本的考核,有一定数量的锅炉采用低温度、大流量的运行方式,错误地认为高温水通过管路比低温水热损失大,以减小燃气的消耗。

低温差运行导致运行流量远远大于单台锅炉的额定流量,不得不多启用锅炉,这样其它设备启用数量也相应增加,每台设备都处于低效运行,流量增大造成循环水泵电耗增加,管路中的流动阻力增加,运行和管理费用都相应增加。

低温差这样的运行方式,锅炉的进出水比上述温度要低的多,在常压热水锅炉的运行中这种现象更普遍一些,大部分锅炉厂和设计院要求回水温度不低于55 ℃。

大量实例证明,在如此低的温度下运行产生冷凝水是不可避免的,因此要避免产生冷凝腐蚀,就要设法提高锅炉的回水温度。

3  提高锅炉回水温度的两种方法及效果

3.1  第一种方法

第一种方法可以利用一次网循环水泵直接控制一次网流量,也就是锅炉系统的流量,来达到提高锅炉回水温度的目标。现阶段的一次网流量一般都采用大流量的方式,使得一次网与换热器的热交换频率加快了,锅炉就可以采用较低温度的供回水温度。这是因为一方面从节能降耗的角度考虑的;另一方面某些锅炉房在先期改造锅炉房,锅炉选型的时候考虑了今后会有供热面积的增加,所以选用了较大蒸吨的锅炉,使得现阶段现有锅炉的热效率无法达到较高的水平,也就是说某些锅炉并没有达到它本身的最佳状态。所以,这种大流量、小温差的做法,会使燃气锅炉长期处于低温运行的状态,产生冷凝水是不可避免的。因此,应该提高锅炉的供回水温度,在保证一次网水力平衡和水管锅炉水量要求的情况下,适当降低流量,采用小流量、大温差的方式。然而,这种控制一次网流量的做法,要实施起来也是需要一定的条件的,例如,供热面积不宜过大,否则影响一次网到各个换热站的水力平衡。因此,这种控制一次网的方法是不能很精确的控制锅炉的回水温度的。

3.2  第二种方法

第二种方法就是在锅炉的供回水之间加一个旁通,已达到提高回水温度的效果。通过增加回水混水泵,把锅炉的出水再打入到回水当中,这个流量大约是锅炉系统流量的1/3,这种方法也可以保证锅炉回水不低于55 ℃。去年我们在自己的锅炉房使用了这种混水泵的方案,管道离心泵流量为89 m3/h,是该锅炉系统流量的1/3。但是,由于我们对这种提高回水温度的方法并不十分了解,在实际应用中只是进行了很短时间的试验。运行参数见表1。

从运行参数可以看出,在提高锅炉目标温度的同时,启动混水泵,在运行初期,锅炉的回水温度明显提高了,但随之而来的是,燃气流量的增加,这样是不符合经济成本考核的。随着混水泵频率的加大,锅炉的出回水温度进一步提高,燃气流量并没有进一步增加,反而有了小幅降低。这是因为,混水泵把一部分出水打回了锅炉,直接提高了回水温度,而且锅炉出水量的减小,也使得供给二次网的热量也相应的减少了,因此燃烧器不需要较大的火焰,就能维持锅炉的热量,燃气量也就不是很大。如果能长时间的进行这种方法的运行,我们就可以得出更加准确的结论,以及更加科学的运行曲线。

3.3  两种方法的效果比较

目前,对锅炉混水有一种意见认为,锅炉进水不需要提温,本来锅炉出水温度就不是很高,再让混水自耗一部分,送出的热量就不够用了,再说太浪费天然气了,实际意义不大。笔者认为,这种意见实际是在认识上存在着误区,从理论上讲,能量是守恒的,热力学第一定律告诉我们,只要一个热力系统和另一个热力系统不发生冷热交换过程,功量和热量就不会无缘无故的自行消耗所减少或丢失,应该肯定的说是不会浪费天然气的,从长远观点看问题,对防治腐蚀和延长锅炉使用寿命还是大有益处的。所以,加装混水泵这种方法,是值得实践和推广的,有利于燃气锅炉的稳定、健康的运行,达到减低运行维修成本和节能减排的目的。

4  结  语

随着我国对燃料政策的调整,特别是国家对环境保护要求越来越高,燃气锅炉将会有一个较大的发展,我们对于燃气锅炉的安全运行要引起足够重视。尤其是在冷凝腐蚀方面,一定要引起注意,用更科学更有效的方法调高锅炉回水温度,以提高锅炉的热效率,节能减排,增加锅炉的运行寿命,是我们在今后的运行中重点研究的课题。

参考文献:

[1] 顾永国.WNS型燃气热水锅炉尾部冷凝水腐蚀分析及改进措施[J].工   业锅炉,2005,(3).

[2] 沈贞珉,徐福安.燃气锅炉作业人员读本[M].北京:中国计量出版社,

2005.

[3] 张春蕾.锅炉高温大温差运行对供热节能的影响[J].暖通空调,2009,

(12).

燃气锅炉的节能改造 篇12

我司设有2 台锅炉,每台锅炉在甲乙两侧各配备一台280Kw离心式鼓风机为锅炉供风。由于季节及生产工艺需求的变化,各阶段锅炉负荷量会有所不同,随之所需求的供风量也会有所变化,为满足使用要求同时达到节能的目的曾为各风机系统加装变频器,但变频器存在易受电压波动及雷雨天气影响而跳闸的问题,对生产稳定性造成影响。

二、系统现状

为保障锅炉系统稳定运行,现已将各变频器停用,采用传统的风门对风量进行调节,但风门调节使系统存在以下突出问题:

1. 系统能源浪费量较大,各风机并非常年满负荷运行,供风量减小时,风门调节并不能使系统节能。

2. 电机及风机的振动值较高,由于电机及风机一直在额定转速下运行,加之风门的节流作用,使电机及风机的振动值较大。

3. 系统噪音较大,由于对风量进行调节,风门很少打到全开位,风门、风机及风流相互作用产生较大的噪音,影响现场工作环境。

鉴于以上情况,考虑在保障锅炉系统稳定运行的前提下,能改善风机系统的运行工况,可节能降耗、减小系统振动及噪音、提高系统运行稳定性的措施对风机系统进行改造,而根据风量需求进行调速运行是达到预期效果的最佳方式。经过技术调研与项目考察,发现永磁调速技术可很好的满足上述要求且具有变频调速不可比拟的优势,并决定在2# 锅炉的两台风机上进行永磁调速技术改造。

三、改造方案

1. 改造前系统工况

改造前各风机系统中的电机与风机均用普通刚性联轴器相连接,电机与风机都用地脚螺栓统一固定于同一混凝土基础上,电机后部基础余量约为300mm,容许电机后移尺寸有限。

进行永磁调速技术改造时,将现有系统的联轴器拆下,在电机与风机间加装永磁调速器。

2. 基础的改造

为将永磁调速器加装到电机和风机之间,需将电机后移一定尺寸,由于现有系统电机后面基础余量较小,仅为300mm,若选用其他结构的永磁调速器,电机后移尺寸要求较大,需重新浇筑基础,带来改造量大、耗时长、费用高等不利因素,而所采用的青双筒式永磁调速器仅需电机后移270mm即可,不需重新浇筑基础,改造量小,施工方便,费用低,整个基础改造过程如下:

(1)将电机吊离基础,联轴器拆下,将现有基础电机侧的二次灌浆部分打掉约200mm,原电机地脚螺栓预留70mm。

(2)根据电机重量、转速等参数及振动要求加工一钢架结构基础,将钢架基础置于现有基础电机侧,使其上表面与原电机基础上表面高度一致,将预留的原电机地脚螺栓重新攻丝,配合螺母用来固定新制钢架基础。

至此,整个基础改造完成,由上述改造过程可以看出,这一改造方案简单、作业量小,不影响周边设施,最大可能的保持了整个基础的原貌。

3. 永磁调速器的安装

双筒式永磁调速器各转子部件与电机轴、负载轴间采用胀紧连接方式,设备安装方便、快捷,调试简单。整个安装过程如下:

(1)永磁转子的安装,将永磁转子安装到风机轴上,永磁转子中负载轴套与风机轴相配合,用胀紧套将两者固定在一起。

(2)导体转子的安装,将导体转子连同调速机构安装到电机轴上,导体转子中电机轴套与电机轴相配合,用胀紧套将两者固定在一起。

(3)电机位置的调整,将电机连同导体转子吊装到钢架基础上,调整电机位置使导体转子与永磁转子配合到最佳状态,由于两转子无机械接触,电机轴与负载轴对中精度要求不高,只需肉眼观察两转子的配合间隙均匀即可,然后用螺栓将电机固定到钢架基础上,整个调整过程简单易行。

(4)安装执行器支架及执行器,将执行器支架安装到系统中,固定于钢架基础上,将执行器安装到支架上。

至此,整个永磁调速器主体部分安装完成,为执行器接上电源线及信号线,为主体部分加装上防护罩及其他传感部件,风机系统永磁调速技术改造完成。改造后系统现场情况如图3—1 所示。

从上述改造方案来看,整个方案现有系统改动量较小,电机后移距离短,无需增加电缆长度及耐压试验等工作,永磁调速系统与风机系统亦吻合良好,基本保持了系统的原貌。

四、改造效果分析

1. 振动分析

改造前,由于对中误差,电机与风机均存在不同程度的过约束,使电机和风机运行振动值较高,同时,刚性联轴器使电机与风机间的振动相互传递,更加剧了这一现象,导致甲乙两侧风机系统中电机的振动值:垂直方向约0.03mm左右, 水平方向约0.04mm左右;风机振动值:垂直方向约0.02mm左右, 水平方向约0.03mm左右。整个系统运行工况不佳,使用寿命受到影响。

进行永磁调速技术改造后,消除了电机和风机的过约束情况,隔离了电机和风机间的振动,大大的改善了系统的运行工况。甲乙两侧风机系统具体的运行振动数据如表4—1、表4—2 所示:

通过上表可以看出,甲乙两侧风机系统中,电机和风机的垂直与水平振动值均有大幅下降,使电机和风机得以在最佳状态下运行,保护了电机、风机,延长了系统的使用寿命。

2. 噪音分析

改造前,由于风门一直处于非全开位,风机叶轮又一直在满速下运行,风流在风门的节流作用下发出强烈又尖锐的噪音,噪音值可达140 分贝左右,严重影响了周边环境。

进行永磁调速技术改造后,风门达到全开位,根据供风需求调节风机转速,使风机叶轮转速降低,风流顺畅,大大的降低了噪音,目前系统的噪音值在75 分贝左右,有效的改善了周边环境。

3. 节能分析

锅炉鼓风机系统进行永磁调速技术改造后,将风机的风门打到全开位,根据锅炉负荷情况通过永磁调速器调整风机的转速来改变风机的供风量,改变了以往的电机常年满负荷运行工况,降低了电机的运行电流,起到了良好的节能效果。根据运行情况,甲乙两侧风机中永磁调速器开度在30% 到80% 范围内即可满足不同负荷下2# 锅炉的供风要求。两侧风机在不同开度及供风量下电机的运行电流及节电情况详见表4—3、表4—4。

通过以上统计情况可以得出,甲侧风机平均节电率约29.2%;乙侧风机平均节电率约为28.7%。

若年平均运行时间按8000h,每k Wh电价按0.5 元,则甲乙两侧风机年节电总量约为:

结语

2# 锅炉鼓风机系统进行永磁调速技术改造后,在保障生产需求的前提下,有效的降低了系统的能耗,起到良好的节能效果,同时,其先进的传动方式大大的降低了系统中风机、电机的振动值,有效的提高了系统的运行状况,延长了设备的使用寿命,并降低了系统噪音,改善了周边环境。

摘要:永磁调速是工业传动及调速领域一场革命性的技术飞跃。本文结合用户2#锅炉鼓风机系统永磁调速技术改造一例,简要介绍了永磁调速技术的原理、特点及双筒式永磁调速器在同类产品中的优势,对永磁技术改造过程进行了详细说明,并对该风机系统改造前存在的问题及改造后的使用效果进行了分析比较。

关键词:永磁调速,磁力驱动,双筒型永磁调速器,鼓风机系统,永磁技术改造

参考文献

[1]张云峰梁寒光.永磁调速与变频调速的技术、经济比较[J].中国科技信息,2014,(7):201-202.

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[3]刘国华,王向东.永磁调速器在电厂灰浆泵系统中的应用及节能分析[J].电力设备,2008,9(10):31-36.

[4]何秀民,王峰.永磁调速器在锅炉引风机改造上的应用分析[J].煤炭科技,2012,(3):71-72.

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