《蒸汽能源节约》PPT课件.ppt

蒸 汽 节 能 讨 论,- 余卫东,一、提高锅炉效率,1、锅炉能量的收支平衡,收入热量 = 支出热量,燃料的应用基低位热值 燃料物理显热 雾化的热介质带入 空气、水带入:,有效利用热 排烟热损失 化学（气体）不完全燃烧热损失 机械（固体）不完全燃烧热损失 散热（密封）损失 排污热损失 其它热损失,锅炉热效率,正平衡效率直接测出锅炉有效利用热占进入锅炉的总热量的百分数,反平衡效率-依次测出各损失项得出的方法,效率= (蒸汽焓 水焓) *蒸汽量 *100% 煤重量*煤低位发热值,煤气比= 蒸 汽 量 = *煤低位发热值 耗煤量 (蒸汽焓 水焓),要求: 煤气比6.8 效率78%,合理采用煤取得最佳蒸汽成本：,蒸汽成本= 燃料+（电+软水+药剂+维修） 蒸汽量 2005年（煤价：452元/吨，产汽比：6.25） 6782560.5 +（381003.8） = 76.42元/吨 93736.31 2006年（煤价：462元/吨，产汽比：6.77 ） 5811738.29 +（361253.65） = 73.57元/吨 85168.61 2007年（煤价：462元/吨，产汽比：7.12 ，成本：68.8元/吨）,煤热值计算经验公式：,热值 = 8675.63 - 17.63Vad - 94.64Aad - 167.89Mad + 41.52 CRC Vad：挥发份 Aad：灰份 Mad：全水份 CRC：焦渣特性,二、降低锅炉热损失,1、锅炉节能思路方向 :,排烟温度 (160170 ) （15%） 煤渣含碳量 (5-10%) 排污 (5-10%) 可燃气体未燃烬 散热（密封） （3%）,金属管壁,污 垢 层,高温烟气,减小热效率的各热阻层,被 加 热 的 水,金属管壁,换热不佳-烟垢、水垢 风量不适-燃烧中心 煤热值过高-浪费,排烟温度,操作原因-断煤、短路、空气过剩系数 煤热值过低-,高,低,措施：给水控制、换热面清洁、风量控制、合适的燃料,煤中灰质熔点低 煤质调配 给煤分层 炉排调整 操作原因,煤渣含碳量,高,措施：煤质、含水控制、设备调整、操作技能,炉水品质差 （ TDS、PH值、M碱） 操作原因,排污损失,高,措施：调整给水、回收冷凝水、表排底排控制、预先操作 控制指标合理,锅炉排污：,例如： F = 给水TDS (ppm) = 90 ppm B = 锅炉目标TDS (ppm) = 3,500 ppm S = 锅炉蒸汽蒸发率 (kg/h) = 10,000 kg/h 则排污总量 = F x S B - F = 90 x 10,000 3,500 - 90 = 264 kg/h,设备损坏 保温材料、方式 负压过高,保温或密封不良损失,高,措施：本体密封、管路保温、负压正常,安全阀排汽 蒸汽泄露 负荷高（90%）、稳定,其他,煤的低位发热值越高越好。一般不低于5000kcal/kg（注意煤价与蒸汽成本的控制）。 灰份与水份含量尽量低。固定碳含量越高越好。 结焦性适中，要低于4类； 挥发份要适中，最好在23%31%之间；挥发份太高，煤极易燃烧但热损失也大。,1、燃煤质量：,小结：,煤含适量的水，煤层厚度合理。 调整风压、炉排速度，控制燃烧区域和火床长度。 掌握温度数据，保持受热面清洁。 预先调整锅炉的运行工况，避免运行的骤增骤减。 合理的表排、底排 ，给水调整、炉水质指标靠近上限。 给水温度最好控制在高温（90之上）。 尽可能回收排热损失 。（高温烟气、排污等） 加强炉体、省煤器及管路等的密封和保温 。 运行管理 。,2、运行控制调整：,三、提升蒸汽利用效率,在大气压力下产生蒸汽需要加给水的热量,100 oC,0 oC,温度 (oC),饱和水的沸点,蒸发线,干蒸汽点,焓 (kJ/kg),未饱和水线,饱 和 蒸 汽 焓 表,饱和蒸汽的压力温度关系,压 力 (bar g),温 度 (oC),饱和蒸汽的压力 比容关系,压 力 (bar g),比 容 (m3/kg),饱和蒸汽的能量,压 力 (bar g),焓 (kJ/kg),全 热 能,潜 热 能,显 热 能,1、蒸汽具有很高的热能。 2、蒸汽能在一定温度下将热能放出。 3、蒸汽是由水所生成，水与其他能源相比， 充足易取得。 4、大量的热能可循环利用。 5、蒸汽冷凝成水，水再蒸发成蒸汽，水、汽能循环使用。 6、容易分配、传送与控制。,一、蒸汽性质：,二、蒸汽使用原则：,高压输送低压使用，正确的压力和温度。 干燥、干净不 能含有水分、空气、污垢。 从过程设备中有效排除冷凝水。 回收冷凝水。 回收二次蒸汽。 减少蒸汽的泄漏损失。,1、高压输送低压使用：,1）、锅炉通常设计高压，低压锅炉易造成汽水共腾，污染整个蒸汽系统；高压时锅炉的蓄热能力增加，运行效率高。 2）、蒸汽压力越高，输送的速度越快。蒸汽的单位重量的体积（比容积）越小，则输送所用的管径可越小。有三个优点：A、热损失小；B节省管材；C、节省保温。 3）、对于生产线，利用的是蒸汽的热能而非压力。即利用蒸汽的潜热，而压力越低，潜热越大。 4）、使用低压蒸汽，冷凝水温度低，二次蒸汽少，热能的损失小。 5）、故生产中常利用减压阀减至合适的压力。因低压蒸汽的全热低于高压蒸汽，由高压减至低压时，蒸汽干度可以提高，可增加热交换器的传热效率。 6）、饱和蒸汽压力与温度有一定的对应关系，故使用中通常采控制压力的方式来控制温度；温度高的传热速度较快。,关于减压阀,减压阀不能选型过大,否则容易冲蚀和引起 振 荡. 减压阀通常比上游的蒸汽管道至少小一号管径. 减压阀应避免管道的垃圾和水分的侵害(安装过滤器和汽水 分离器). 上游和下游管道应根据流量以及压力正确选择. 作为原则, 如果压力的调节比大于10:1, 则建议使用 2个减压阀串联. 作为原则, 如果最小流量小于最大流量的10%, 则 建议使用两个减压阀并联.,减 压 阀 的 并 联,减 压 阀 的 串 联,关于温度控制,为了达到最佳的温度控制,正确选择控制阀口径很重要.选 型过大会造成温度波动和阀门冲蚀. 通常,控制阀要比上游管道至少小一口径. 通过控制阀有压降.当设备的需要热量减少时控制阀开始关闭,阀后的压力下降,可以降低到零,甚至出现真空. 控制阀需要日常的维护以避免赃物的积聚.,2、使用高品质的蒸汽：,蒸汽含水分、空气、污垢会造成： 水锤 减低设备的换热效率 减低蒸汽的含热量 增加蒸汽耗量,水 锤,湿 蒸 汽 增 加 蒸 汽 耗 量,例: 一蒸汽换热器组,需要输出热量300 Kw， 蒸汽压力为7 kgf/cm2。 7 kgf/cm2蒸汽的潜热能为2047 KJ/kg,蒸汽负载为 300/20470.147 kg/s. 如蒸汽干度为0.92(很常见), 则每Kg蒸汽的可供潜热能为 2047 X 0.92 = 1883 KJ/kg,则蒸汽耗量为 300/18830.159 kg/s。 和前者相比增加了8.2%. 这表示: 1)锅炉的补给水增加8.2%， 2)冷凝水增加了8.2%, 3)锅炉的燃料耗量增加 8.2%.,氧 气 在 水 中 的 溶 解 量,冷 凝 水 是 极 有 价 值 的 资 源. 其 所 含 有 的 高 热 量 是 回 收 的 最 佳 理 由. 冷 凝 水 是 经 过 水 处 理, 回 收 冷 凝 水 可 以 降 低 水 处 理 费 用. 减 少 锅 炉 排 污. 可 以 避 免 冷 凝 水 排 放 的 巨 大 费 用. 减 少 补 充 给 锅 炉 的 水, 降 低 水 费 用. 总 的 效 果: 可 以 节 约 20% 以 上 的 燃 料.,三、冷凝水回收，二次蒸汽利用：,冷凝水回收的优点：,回收冷凝水的节约：,( 一) 燃 料 费 用 冷 凝 水 回 收 温 度 为 90 oC 补 给 冷 水 温 度 为 10 oC 温 度 差 80 oC 升 高 1 kg 的 补 给 水 至 90 oC, 所 需 能 量 为, 1 x 80 x 4.1868 = 335 KJ 如 果 蒸 汽 负 载 为 100kg/hr 335 x 1000 335,000 KJ/hr 工 厂 运 行 24 小 时/ 天, 300 天/ 年, 则 加 热 补 给 水 所 需 能 量 为： 335000 x 24 x 300 = 2,412,000,000 KJ 1 升 燃 油 的 热 量 为 41,100kJ, 锅 炉 效 率 为 80, 则 需 要 燃 油： 2,412,000,000 / ( 41100 x 0.8) =73358 升 总 的 燃 油 费 用 为 2.2 x 73358=161,388 元,产 生 1 kg 10 bar g 饱 和 蒸 汽 所 需 的 热 量 - 给 水 温 度10 oC,产 生 1 kg 10 bar g 饱 和 蒸 汽 所 需 的 热 量 - 给 水 温 度70 oC 需 要 燃 料 减 少 9.2%,排 除 空 气： 排 除 冷 凝 水： 提 高 系 统 效 率： 增 加 可 靠 性：,使用蒸汽疏水阀?,蒸汽疏水阀选型表: （饱和蒸汽）,FT- 浮球疏水阀,TD-热动力疏水阀,BP-压力平衡式热静力疏水阀, SM- 双金属疏水阀,IB-倒吊桶疏水阀,AV-蒸汽排空气阀 注:( )表示可以替代的第二选择,蒸汽疏水阀的种类,机 械 式 疏 水 阀 感 应 蒸 汽 和 冷 凝 水 的 密 度 差. 冷 凝 水 一 产 生 就 排 放. 热 动 力 疏 水 阀 这 类 疏 水 阀 根 据 冷 凝 水 通 过 疏 水 阀 产 生 二 次 蒸 汽, 产 生 高 速 运 动, 降 低 静 压 关 闭 阀 门. 一 个 活 动 的 碟 片 是 唯 一 的 活 动 部 件. 热 静 力 疏 水 阀 感 应 冷 凝 水 和 蒸 汽 的 温 度 差. 冷 凝 水 在 排 放 以 前 必 须 冷 却 到 饱 和 温 度 以 下.,没 有 万 能 的 疏 水 阀!,蒸汽疏水阀泄漏造成的损失,蒸汽泄漏量 千克/小时,蒸汽压力 bar,8400 2000 8400 2000 8400 2000 小时/年,举例: 一天24小时, 一周七个工作日, 一年50个工作周 = 8400 小时 如果一个疏水阀上有一个7.5 mm的孔, 操作压力为6bar. 一天 8 小时, 一周七个工作日, 一年50个工作周 =2000 小时 从图可知, 每小时大约浪费110 千克蒸汽. 按每年8400小时计算,每年将浪费110吨煤或60吨油或2200GJ天然气,煤 吨/年 油 吨/年 天然气 GJ/年,疏水阀泄漏,蒸 汽 浪 费 = 燃 料 浪 费 = 浪 费 钱 设 备 流 速 过 快 蒸 汽 进 入 冷 凝 水 管 道 冷 凝 水 管 被 加 压 其 它 疏 水 阀 的 背 压 过 高 影 响 正 常 疏 水 阀 的 工 作 无 法 维 持 恒 定 的 压 力 和 温 度,管理！,正 确 的 疏 水 阀 布 置,无 效 和 正 确 的 疏 水 点 布 置,冷 凝 水,集 水 槽,疏 水 阀 组,25/30m,剖 面,剖 面,疏 水 阀 组,蒸 汽 流 向,蒸 汽 流 向,正 确 不 正 确,蒸 汽 管 道 的 缩 小,分 支 管 的 连 接,正 确,不 正 确,蒸 汽,蒸 汽,冷 凝 水,下 降 管,控 制 阀,疏 水 阀 组,主 蒸 汽 管,过 滤 器,汽 水 分 离 器,疏水阀为何失效?,正 常 的 磨 损 锅 炉 携 带 产 生 水 垢， 堵 塞 疏 水 阀 过 滤 器 没 有 很 好 维 护 酸 性 冷 凝 水 引 起 腐 蚀 水 锤 冷 冻 不 正 确 的 口 径 选 型 和 型 号 选 择 安 装 不 正 确 没 有 足 够 的 维 护,群 组 疏 水,蒸 汽,冷 凝 水,不 鼓 励 使 用 群 组 疏 水,不 同 压 力 下 工 作 的 疏 水 阀,10 bar g,0 bar g,3 bar g,0-10 bar g 变 化,0 bar g,10 bar g,3 bar g,0 bar g,0 bar g,二 次 蒸 汽 利 用,二 次 蒸 汽 的 量,4 bar g,0 bar g,质 量 冷 凝 水 900 kg/h 二 次 蒸 汽 100 kg/h,体 积 冷 凝 水 0.9 m3/h 二 次 蒸 汽 167.3 m3/h,1,000 kg/h,管道内的二次蒸汽,100 kg 二 次 蒸 汽 99.44% 的 总 体 积,900 kg 冷 凝 水 0.56 % 的 总 体 积,疏 水 阀 前 的 压 力,二 次 蒸 汽 压 力 bar g,大 气 压 力,二 次 蒸 汽 曲 线,4,10%,kg 二 次 蒸 汽/kg 冷 凝 水,回 收 二 次 蒸 汽 的 节 约?,实 例 蒸 汽 负 载 5000kg/h, 蒸 汽 压 力10bar g, 二 次 蒸 汽 压 力 1bar g, 二 次 蒸 汽 的 量 根 据 曲 线, 二 次 蒸 汽 量 为 0.125kg/kg. 总 的 二 次 蒸 汽 量 为5000X0.125=625 kg/hr 节 约 1 升 油 大 约 产 生 14kg 的 蒸 汽 , 则