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天津城市建设管理职业技术学院毕业论文题目：燃煤锅炉供热节能的途径作者： 马旭东 系别： 能源系 专业： 城市热能 学号： 08 指导教师： 王新华 2013 年 4 月目 录内 容 摘要本文用实例阐述燃煤锅炉如何利用燃煤资源不断改善供热管网输送能力，实现供热系统的优化运行管理。如何采用先进的燃烧技术，把好“产热”关，提高锅炉的热效率。如何消除供热系统中存在的冷热不均失调问题，改善供热质量。合理调节供热输配系统，提高管网的输送效率确保热用户温暖与舒适提高热费收缴率。如何应用节能技术使热能利用率得到大幅度提高，最大限度地挖潜降耗、均衡供热，提高其经济效益。采用“理想”的技术产品，把好“用热”关，实现节能降耗。保障正常供热与提高经济效益。治理供热管网系统泄漏点，降低能耗。更是对燃煤锅炉的未来发展，如何在推进行业健康稳步发展、确保工业燃煤锅炉安全运行的形势下，进一步加速推进节能减排工作的开展，展开一系列的讨论 。关键词：燃煤锅炉、建筑供热、节能降耗、一、燃煤锅炉的简单介绍1.燃煤锅炉有多种类型，可按燃烧方式、除渣方式以及结构安装方式分类。按燃烧方式可分为4种：层燃炉室燃炉旋风炉 沸腾燃烧炉按除渣方式可分为2种：固态除渣炉液态除渣炉 按结构安装方式可分为2种：悬吊式锅炉支承式锅炉 2.燃煤锅炉组成燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面、空气预热器等主要部分组成。 煤粉制备系统常用的有2种：直吹式制粉系统中间储仓式制粉系统 按煤粉燃烧器结构可分为以下2种：旋流式燃烧器直流式燃烧器3燃煤锅炉的性能特点受热面积大、升压、停火快，结构紧凑，占地面积小，出力足，热效率高，消烟除尘达标提高锅炉热效率，升温升压快，耗煤少、热效率高一炉多用，方便用户，可燃煤也可以燃木材二、燃煤供热节能现状建筑供热是我国北方地区的民生大事，收到社会各界的关注。随着我国改革开放的不断深化，全国各地经济建设的迅速发展，城市民用建筑的快速崛起，国家对环保工作提出更高要求，燃煤锅炉供热应用逐年上升，其建设和使用进入新的发展时期。北京2008年奥运会的申办成功，大大加快了首都城市建设的步伐。为此，北京市政府提出要高标准规划城市，高质量建设城市，高效能管理城市和高水平经营城市，按照现代化国际大都市的要求，加快城市基础设旖建设。燃煤锅炉供热得到了迅速发展。三、 燃煤锅炉供热节能（一）锅炉的选择。锅炉是通过燃烧可燃的能源使之产生热量，将水质加热或产生蒸汽的一种机械类设备。其组成包括锅和炉两部分。“锅”即在可燃能量上加热的容水器械。燃煤锅炉使用的主要燃料为原煤，组成部分有煤粉制备系统，空气预热器，受热面，燃烧器等。首先是选用锅炉,要注意以下三个方面:1.煤种的适用锅炉的机组设计是以某一代表性煤种的成分为设计依据的,选用锅炉一定要注意适应本地区的煤种.另外还要选用新型、热效率高、自动化程度高的锅炉.2.参数选择锅炉一般在额定负荷的8090时效率最高,随着负荷的下降,效率也要下降.一般选用锅炉的容量比实际用汽量大10就行了,如选择的参数不正好是系列标准,则选用较高一档参数的锅炉.锅炉辅机的选择也要参照上述原则,避免“大马拉小车”.3.数量的选择原则是要考虑锅炉正常检修停炉,又要注意锅炉房里的锅炉台数不多于34台.（二）锅炉要装省煤器。为了减少排烟热损失,提高锅炉热效率,在锅炉尾部烟道设置省煤器受热面,利用烟气的热量加热锅炉给水,达到节能目的,加装省煤器后,提高给水温度,使炉水与给水温差减小,减少了锅炉给水产生的热效力.国家规定:凡4吨/时锅炉排烟温度不大于250.4吨/时锅炉排烟温度不大于200.10吨/时锅炉排烟温度不大于160,否则应安装省煤器.（三）锅炉工操作与省煤锅炉工应该按如下方法操作,才能省煤:1.送入的煤块尽量均匀,大块要打碎.2.煤中适量加水,减少煤屑的飞扬.3.投煤快,拨火快,清炉块,以缩短炉门开启时间、减少漏凤,保持炉膛温度.4.煤层不要太厚,煤层要平,以利通风.5.根据负荷的变化,及时调整燃烧,做到均匀供应.（四）辅助设备1.除锅炉本体外，在电站锅炉中还有许多配套的辅助设备：煤粉制备系统，把原煤磨成粉，以利煤的充分燃烧，包括给煤机、磨煤机、排粉机、粗粉分离器和煤粉管道等；2.送、引风系统，向锅炉供给燃烧需要的空气及将煤燃烧后的烟气排出锅炉，包括送风机、引风机和烟风道等；3.给水系统，包括给水泵、阀门和管道等；4水处理系统（见锅炉水处理）；5灰渣清除系统，包括碎渣机、出渣机、除尘器等；6.自动控制和监测系统。四、采用先进的燃烧技术，把好“产热”关，提高锅炉的热效率随着科学技术的进步和发展，各种先进的燃烧技术相继出现，并被广泛推广和应用。如经济燃烧技术；分层、分行给煤燃烧技术等。经济燃烧技术就是使司炉人员根据其动态特性进行参数调节，使锅炉负荷与外界负荷相匹配；均匀的进水；保证合格的炉水和热水参数；依据室外温度的变化适时调整燃料量、鼓风量、给水量、烟气再循环挡板开度等。实现从一个平衡状态到另一个平衡状态的过渡，是把好“产热”关，最基本也是最重要的部分。分层给煤燃烧技术：就是煤从煤仓上经横向筛分后均匀落下，再经溜煤管和滚筒装置使得煤在粒度上保持均匀，粒度均匀的煤再经分层装置的机械归分，使煤在进入炉膛前形成下层为大块，中层为小块，最上层为煤屑的分层布局。煤颗粒之间的缝隙得以保留，减少了通风阻力，又使煤层在炉排宽度方面通风阻力均匀，使燃烧速度得以均衡，此种方式不仅能实现燃料的横向筛选，也能实现燃煤的纵向归分，从而提高炉排有效面积的利用率和炉膛燃烧温度，提高锅炉热效率。五、合理调节供热输配系统，提高管网的输送效率提高供热管网的输送效率，首先必须提高供水温度，而供水温度除受热源限制外，主要是因为管网缺乏必要的控制设备。在供热系统增加控制设备，解决水力工况失调后将供水温度提高到设计温度或接近设计温度，来提高供热系统的输送效率，节约能源。供热系统主要由三部分组成：热源、输送系统和热用户。其中输送系统作为整个供热系统的一个重要组成部分，承担着将热源的热量及时输送，分配给各个末端用户的任务，是连结二者的纽带。供热输配系统的热量是通过管路中的水来输送的。因此，对供热输配系统的调节，主要是对系统中的水流量分配来调节的。系统运行的好坏，取决于设计和运行的质量。在供热系统中，为了使每个热力站的流量达到实际需求，就要选择能达到要求的循环泵，并在各个用户处安装调节阀，以满足所留给最远端、最不利用户的资用压头和流量需求，从而达到调节流量的目的，实现要求的水力工况。我市紫金山供热站（以下简称“紫金站”）在运行期，随室外温度的变化分多个阶段来改变循环流量，在同一调节阶段内循环流量维持不变，实现集中质调节，从而改变锅炉的燃烧状况。这种调节方法是质调节和量调节的结合，它吸取了单纯质调节和单纯量调节的优点，又克服了两者的不足，是供热系统在采用变频调节前的一种较理想调节方式。在集中式量调节中，有三种流量调节方法：一是利用控制阀节流的方法，其实质是借助控制阀的节流作用以形成额外阻力来平衡多余的压力。这是一种消极而不经济的方法。二是将全部流量分成若干部分，采用多台扬程相同的较小水泵并联运行，根据需要控制并联运行台数，以完成对系统流量的调节。采用这种方法实现的是有级的流量调节。三是、利用可控硅变频装置，控制水泵的转速，实现流量的无级调节。上述三种方法中最后一种是最为经济理想的方法。因此，一次循环系统采用供热量（变频）调节,在系统循环流量改变的同时，及时调整锅炉燃烧工况，以达到节约燃料的目的。紫金站的二次循环系统主要以集中质调节为主：即在循环水泵送入系统中循环水量不变的条件下，随着室外空气温度的变化，通过改变送入系统中的热水温度进行供热调节，集中质调节的关键是根据不同的室外环境温度确定系统的供水温度和回水温度。紫金站各供热小区，既有传统的单管系统和双管系统；也有单、双管混合系统；还有“单户分环”控制系统，如何保证和最大限度地减少室内采暖系统垂直失调和水平失调的关键是质与量的问题，单纯的谈质与量不能解决根本问题。因此，水利工况的设计计算和实际流量的分配不但要依据于理论还要与实际相结合，更要随着室外温度的变化进行适时调节，只有这样，整个供热系统才能保证既能均衡供热，又能达到节能降耗的目的。六、采用“理想”的技术产品，把好“用热”关，实现节能降耗外管网调节，如主要依靠手动调节，水力失调现象就很难避免部分末端用户室内不热现象也很难排除。在外网无水力平衡部件控制情况下，为解决末端用户不热问题而采取增大水泵循环流量的措施，势必造成管网内冗余着大量的水在循环流动，从而使水泵的电耗大大增加，且水力失调问题也不可能得到根本解决。大流量运行是一种落后的运行方式，应该逐渐摒弃。供热系统热力失调的根本原因是水力失调，即流量分配不均所致，因此，消除系统热力失调最有效最经济的方法是进行系统的流量均匀调节，实现各用户流量的理想调配和按需供热。 自力式流量控制器，无需外界动力，依靠管网内压力的变化，自动的保持流过该流量器的流量（不变）恒等于（小于）设定的流量值，从而有效的解决“近热远冷”问题。同时保证外网内的流量在合理的理论值内，即保证了热网的水力均衡，又消除了外网内多余循环流量所造成的电功率损耗及能源（煤、水）浪费，达到了“水力平衡”和“节能降耗”，是一种解决外网水力失调问题的较理想产品。七、设备闲置期维护保养，保障正常供热与提高经济效益在市政府提出供热工作“加快发展”和“三年热化”的十年以来，热化率已由过去的8%发展到今天的75%左右，供热事业的快速发展对供热管理工作提出了越来越高的要求：对供热资产的保值增值，延长供热设施的使用寿命，提高供热质量和管理水平，搞好供热服务，节能降耗，降低供热成本等，其供热设备的防腐工作被提到了议事日程。据有关资料介绍，目前市场研制出一种新型科技产品，它具有防腐、阻垢、除垢、除锈、育保护膜、防止人为丢水、节能等多项功能，具有很强的渗透作用，能很快渗透到水垢中去，剥离水垢、铁垢，使其体积膨胀、变松软，在运行状态下，经水力冲刷使其泥化，形成流动性很好的泥垢，通过排污排出系统外，在除垢、除锈的同时，还能在铁表面育上保护膜。在停炉时，它又是非常好的湿法停炉保护剂。而且经过几百家用户证明，使用该药剂，既保证了设备的高效运行，又节省了大量开支和人力。一个采暖期的费用为0.030.15元/年/m2,而节煤费用为15元/年/m2。为了增强对新型科技产品的认知度，在03和04年即将停炉时期，我们购置了较少量产品投入锅炉，作为湿法停炉保护剂，效果还是比较不错的。2004年1月中旬，我们又向老系统投放了该产品，由于加药罐的压差较小，系统的失水量又增大了，其效果并不明显，预备停止供热运行后改造加药罐和老管网系统，使其恢复正常失水量后再投药进行维护和保养。以上产品只是实验阶段，我们还拿不出具体数据来说明它的功能、作用以及使用该产品的诸多优越性，是否如资料所介绍的那样，还有待于进一步考证。但设备的维护与保养将会越来越被人们所重视。八、治理供热管网系统泄漏点，降低能耗1、燃煤锅炉供热系统节能目标1986年，建设部颁布了我国第一部建筑节能标准。标准提出的目标是在19801981年当地通用设计的基础上节能30。1996年，该标准经过修订后，将节能率提高到50。建筑热能消耗量与供热能源消耗量的关系。2、建筑热能消耗量建筑热能消耗量指建筑在整个采暖季中热能的消耗量。它与建筑热负荷直接相关，其大小由以下几方面决定：(1)室外温度在整个采暖季中，随着室外温度的不断变化，建筑热负荷也不断地发生变化。建筑热负荷随着室外温度的升高而降低，随着室外温度的降低而升高。(2)室内温度不同性质的建筑有不同的室内温度。通常，普通建筑的室内设计温度是18C，楼道和地下室等室内设计温度略低，高档建筑室内设计温度较高；(3)建筑热工性质围护结构保温性能和门窗密闭性及传热性。(4)自由热阳光入射、人体活动、电器散热等热量称为自由热。3、供热能源消耗量供热能源消耗量指供热系统在整个采暖季中能源的消耗量。它主要由包括燃料消耗量、电能消耗量和水能消耗量。供热系统节能的目标是要降低这三部分能源的消耗。供热系统运行时间愈长，管网因腐蚀形成泄漏点的可能性就愈大。加之个别用户的盗水行为，使得锅炉运行时要不断补水，这无疑加大了锅炉能耗。紫金山站在5年内治理管网泄漏30余处，采取在锅水加色以及用户巡查的方法，大大降低管网水的跑、冒、滴、漏、窃，平均累计挽回失水量达450多吨/天，节能成效显著。针对以上失水量我们算了一笔帐，并做了煤、水、电耗统计分析： （1）、煤耗： 假设系统中用于采暖的热水大致由5平均加热到50。因此，整个采暖季所消耗的煤量（煤的低位发热量按5500kcal/h计）大约为620吨，如煤的单价按700元/吨计算，耗费资金为：700620=434000元 （2）、水耗：工业用水单价如以6.8元/吨计算，耗费资金应为：6.8450134=410040元 （3）、电耗：依据450吨/天的失水量，整个采暖季所耗电量大约为20000kwh，如电的单价按0.7元/度电计算，耗费资金为：0.720000=14000元 （1）、（2）、（3）项合计耗费资金总额大约为：86万元燃气锅炉供热系统中锅炉燃烧器是消耗燃料的主要设备，锅炉循环泵和燃烧器风机是消耗电能的主要设备，管道跑、冒、滴、漏是消耗水能的主要原因。通过以上技术经济分析不难发现，管网系统每损失一吨水，就要耗掉资金15元左右，数目还是比较可观的。如果我们不从“小事”抓起，不从一点一滴做起，只因其“善小”而不为，就会“集腋成裘”、“聚沙成塔”，代价是惨重的。因此，在系统管网中查找泄漏点应是一项长期工作，虽付出很多，但意义深远。热力管网失水问题不容忽视，应引起我们足够的重视。4、燃煤与燃气锅炉排污 成本对比随着涩一宁一兰天然气管道 的开通 ，从 2001年始 ，西宁地区开始进行能源燃料结构调整 ，实施燃煤锅炉“煤改气”工程。“煤改气”后 ，西 宁地区大气质量得到改善 ，优 良天气天数每年大幅度增加 ，对西宁地区经济 、社会的协调 和可持续发展及环境的改善做出了积极 的贡献。但根据三年“煤改气 ”后的锅炉运行反映 ，因当前的燃气供暖费用高于燃煤供暖费用 ，供热单位认为价格难抵成本 ，在亏损经营。在锅炉房设计规范中规定了低压蒸汽锅炉的排污率不宜大于10，但该控制值是侧重于燃煤锅炉。对于燃气锅炉，由于其燃料价格较高。折合到相同热值，天然气的价格约为燃煤价格的34倍左右，排污成本占总运行成本的比重较燃煤锅炉高。本文所述只是供热系统中节能降耗的一些途径。就锅炉而言，改变风量配比、煤层厚度、控制排烟温度等也是节约能源、降低成本的途径。所以，燃煤锅炉供热节能大有可为。九、 燃煤锅炉的未来发展燃煤锅炉发展重中之重是节能减排据了解，随着我国对安全、节能和环保方面的要求逐年提高，如何在推进行业健康稳步发展、确保工业燃煤锅炉安全运行的形势下，进一步加速推进节能减排工作的开展，已成为工业锅炉行业未来发展面临的新课题和严峻挑战。节能减排是一个世界性难题，也是全世界共同关注的话题。近年来，在我国经济的高速发展进程中，能源利用率低、消费结构不合理、供需矛盾加剧等问题日益突出，生态环境恶化与经济发展的矛盾加剧，在很大程度上制约了经济持续快速健康发展。长期以来，太康县永兴锅炉有限责任公司与相关院校、设计院所密切合作，形成了从产品开发、制造销售、设备选型、工程项目策化、设计及设备安装、系统调试、维护保养到操作人员培训等完整的经营体系，可为用户提供方便快捷的全方位服务。我国立式锅炉制造业经历了数十年的发展，特别是改革开放推进行业驶上发展的快车道。由于市场需求的不断加大，生产企业数量增加较快，行业规模不断扩大。纵观工业锅炉行业的发展，虽成绩斐然，但仍有隐忧。首先，行业总体技术水平有待提高。目前行业中仍存在生产厂家过多、生产分散，多数企业生产能力较为低下、企业间发展不均衡、生产集中度不高等问题。经调查，虽然大部分企业通过转换经营机制，使企业活力有效提升、市场反应能力明显增强，但部分企业仍然缺少长期发展战略，致使企业自主开发和创新能力不强、投入不足，导致产品开发的档次和水平依然不高，产品性能质量没有显著提高。显而易见的问题是，市场竞争处于低级化，行业总体技术水平、经济效益提高不快。其次，能源浪费现象严重。我国的能源结构以煤为主，量大面广的工业燃煤锅炉要消耗大量的煤炭，同时也是我国主要的煤烟型污染源。 据中国电器工业协会工业燃煤锅炉分会调查分析：我国目前在用燃煤工业燃煤锅炉约47万余台，每年消耗标准煤约4亿吨，约占我国煤炭消耗总量的四分之一。然而，燃煤工业燃