锅炉的正平衡效率计算和节能措施.doc

锅炉的正平衡效率：=（锅炉出力饱和蒸汽焓给水量给水焓）（燃料消耗量燃料的低位发热量）锅炉是企业的主要能耗部门，锅炉节能对降低产品成本有着显著的影响。一般来说，锅炉节能可从以下方面进行：一、提高燃料燃烧效率1、改善配风。配风的关键在于空气量合适以及空气与燃料的混合要充分。空气量合适与否，最好是通过烟气成分分析来判断，但一般锅炉都没有这样的设备，因此都通过火焰的颜色或者烟气的颜色判断，火焰明亮表明空气量适合，若火焰颜色暗淡则表明空气量不足，颜色发白则表明空气过量。当然这些只能通过操作经验来判断了。风量适当是不够的，如果局部风量过剩，部分不足，燃烧效率就会受到严重的影响。因此空气与燃料的充分混合是很重要的。2、增加燃料表面积。增加燃料表面积可以提高燃烧速度，二不完全燃烧往往是颗粒或者滴状燃料内部无法参加燃烧的结果，因此，理论上说颗粒越小或者滴状燃料直径越小，对提高完全燃烧率越有利。对于固体燃料，只能是通过破碎的办法实现了，但破碎是要消耗能量的，因此设计时也不会要求把燃料破碎得很彻底。3、防止结焦。无论燃用固体燃料还是液体燃料，都面临结焦的问题。结焦是降低完全燃烧率的重要因素，严重的还导致停炉。结焦在炉壁包括水管上。要防止结焦首先要保证炉膛温度适中，所谓适中是在设计的炉膛温度范围内，温度过高会使燃料炭化结焦，固体燃料还能使炉渣熔化而导致结焦。炉膛温度是由负荷决定的，并非在任何时候都能在设计负荷下运行。因此防止结焦首先在操作上应当十分注意观察，发现结焦要立即清理，否则造成焦块越来越大。可以尝试使用些防止结焦的化学药剂，再次，保证燃料品质的均匀。这里说的均匀包括热值的均匀和颗粒、密度的均匀。燃料热值发生变化时，最直接的后果是温度的变化，温度的变化如果未能及时调整，则容易结焦;最后，改善燃烧方式和配风方式。二、减少散热损失散热损失主要有炉体散热、排烟散热、排污散热、排渣散热。炉体散热自锅炉自建成之日起便不会有多大改变，只要保温完好，基本无潜力可挖。排烟散热取决于排烟量和排烟温度。维持合理的过剩空气系数，是控制排烟量的前提，空气过剩系数过大，则排烟焓较大，浪费的也大，而且会降低排烟温度，影响省煤器和空气预热器的热回收。对排烟温度有影响的还有给水温度和省煤器及过热器的结垢、积灰厚度。锅炉设计时，从热效率角度当然是排烟温度越低越好，但考虑省煤器的结构和低温腐蚀问题，一般都在140180之间，然而经过一段时间的运行之后，从对流管到省煤器、空气预热器都会有不同程度的积灰，排烟温度都有所提高，绝大部分都超过20，排烟温度每提高1015，锅炉热效率就降低一个百分点，因此，排烟焓尚有回收的潜力。降低排烟温度有两个途径：一是加强对流管束、省煤器和预热器的清灰；二是降低进水温度。运行中的清灰一般采用蒸汽吹扫，根据仪表显示的温度判断积灰程度进行吹扫；适当降低锅炉给是会温度是降低排烟温度的有效方法，中低压锅炉的给水温度一般是热力除氧之后的温度即105，采用热力除氧则不可能再降低给水温度，因此唯有采用常温除氧（详见我公司产品介绍）可以有效降低给水温度，进而降低排烟温度，达到提高锅炉热效率的效果。排污分为定期排污和连续排污。对于热电厂，使用软化水的锅炉排污量约占锅炉给水总量的5%，给水为除盐水的锅炉排污量约为2%。排污为汽包饱和水，以4.0MPa450锅炉为例，饱和水焓约为过热蒸汽焓的30%，因此排污焓约占锅炉总输出的1.5%（软化水）或0.6%（除盐水），可见排污焓的回收对节能具有重要意义。排污的回收有两种途径，一是回收闪蒸蒸汽，二是回收排污水显热。闪蒸蒸汽一般用于热力除氧，闪蒸蒸汽压力越低，回收率越大，但是闪蒸蒸汽压力低又无法利用，因为热力除氧器的温度是105，对应的压力是0.25MPa,因此闪蒸蒸汽的压力最低是0.25MPa，采用常温除氧（详见我公司产品介绍），则除氧水箱的温度和压力比较低，可以更充分地利用闪蒸蒸汽。排污水的显热，可以通过换热器进行回收，用于加热给水，由于经过闪蒸后温度比较低，只能加热冷水，由于未除氧的水容易腐蚀换热器，同时把反应产物带入水中，恶化水质，因此必须是加热经过常温除氧之后的冷水。排渣散热只存在于燃用固体燃料的锅炉。排渣温度很高，可以达到600左右，如果能够充分利用，无疑可以大大提高热效率。同样，这部分余热用于给水的加热是最合适的，温度越低的给水，越容易回收废热。同时，如前段所述，未经除氧的水用来换热时容易腐蚀管道，尤其重要的是因为腐蚀恶化水质，因此必须用经过除氧的水进行这部分废热的回收。采用常温除氧，恰好符合这些条件。由此可见，常温除氧对于减少锅炉散热损失具有很重要的意义，也因此起到节约能源的作用。三、减少自耗工业锅炉自耗的蒸汽，主要有热力除氧蒸汽、吹灰蒸汽等。热力除氧用的蒸汽有一部分重新回到锅炉，另一部分夹带解析出来的氧气进入大气浪费掉。正常情况下，热力除氧的热效率约为75%，即回到锅炉的大约占75%，排放的占25%，实际上很难达到这么高的热效率。下表是把不同温度的水加热到105所需要的蒸汽量（0.5 MPa200,100%热效率），也就是不同温度的给水在热力除氧器中用蒸汽加热除氧时，重新回到锅炉的蒸汽量。如果用户有流量表显示热力除氧蒸汽量，扣除上表数据，即可知道热力除氧排放掉蒸汽的量。据统计，锅炉用于热力除氧的蒸汽，排放到大气浪费掉的蒸汽大约占锅炉总输出热量的36%，若能减少或者杜绝这部分浪费，将是一项重要的节能措施。这也是常温除氧主要的节能机理。也就是说，采用常温除氧（详见我公司产品介绍），可以显著的减少自用蒸汽，起到显著的节能效果。吹灰用蒸汽基本没有节约或回收的潜力。节能技术措施摘要：安装热工仪表，掌握系统的实际运行情况；加强锅炉房的运行管理，是投资少、效果显著的节能措施；采用分层燃烧技术，改善锅炉燃烧状况；采用复合燃烧技术，增加锅炉出力；中小型锅炉采用煤渣混烧、减少炉渣含碳量；改善锅炉系统的严密性，降低过剩空气系数；保证锅炉受热面的清洁，防止锅炉结垢；大、中型锅炉采用计算机控制燃烧过程，提高锅炉效率；热水锅炉加装热管省煤器，利用排烟热量提高锅炉进水温度；改变大流量、小温差的运行运行方式，提高供水温度和输送效率等等。 关键词：城镇供热 节能 热工仪表 锅炉房 分层燃烧 结垢 热管省煤器 城镇供热系统节能技术措施 1. 安装热工仪表，掌握系统的实际运行情况 供热系统安装所需的热工仪表是掌握系统运行工况、准确了解和分析系统存在的问题、采取正确方法与措施以达到节能挖潜目的重要手段。目前热工仪表安装不全、不准的情况比较普遍，因此，必须要按照规定补齐所有热工仪表，并保证仪表的完好和准确。 2. 加强锅炉房的运行管理，是投资少、效果显著的节能措施 1.司炉人员及水处理人员必须经国家劳动部门或技术监督部门培训并考试合格； 2.建立正确、完善、切实可行的运行操作规程； 3.锅炉房水处理(包括软化水或脱盐、除氧)设备处理后的水质，必须达到而易见国家规程规定的水质标准，严禁锅炉直接补自来水或河水； 4.严格执行定期维修，停炉保养制度，保证设备完好，杜绝跑、冒、滴、漏。 3. 采用分层燃烧技术，改善锅炉燃烧状况 目前城市集中供热锅炉房多采用链条炉排，燃煤多为煤炭公司供应的混煤，着火条件差，炉膛温度低，燃烧不完全，炉渣含碳量高，锅炉热效率普遍偏低。采用分层燃烧技术对减少炉渣含碳量、提高锅炉热效率，有明显的效果。 沈阳惠天公司一台10.5MW的热水炉，采用分层燃烧后，热效率由70.2%提高到75.1%，炉渣含碳量由13%下降为10%。唐山热力公司采用该技术，使锅炉热效率提高1015%，炉渣含碳量降低至10%以下，而且锅炉燃烧系统的设备故障大大减少，提高了锅炉运行的可靠性和安全性。 对于粉末含量高的燃煤，可以采用分层燃烧及型煤技术。该技术是将原煤在入料口先通过分层装置进行筛分，使大颗粒煤直接落至炉排上，小颗粒及粉末送入炉前型煤装置压制成核桃大小形状的煤块，然后送入炉排，以提高煤层的透气性，从而强化燃烧，提高锅炉热效率和减少环境污染。中原油田锅炉燃用鹤壁煤，粉末含量高，3mm的煤粒约占6070%，采用此技术后，炉渣含碳量降低到15%以下，锅炉效率提高了8%，烟尘排放达到环保标准，年节煤810%。 没有空气予热器的锅炉，因为向炉排上送的是冷风，容易造成大块煤不易烧透，使炉渣含碳量反而略有增加，不宜采用。4. 采用复合燃烧技术，增加锅炉出力 对大型链条炉排锅炉，当用户热负荷增加，扩建锅炉没有地方时，亦可采用复合燃烧技术，在链条炉排锅炉的炉侧或炉前，增装一套磨煤系统及煤粉喷燃装置，将制成的煤粉吹入炉膛内，依靠炉排上的火床，引燃煤粉，使在炉内形成层燃和室燃两种燃烧方式。采用复合燃烧，需要增加燃烧空间，加大除尘力度，但可以提高锅炉出力和效率。沈阳惠天公司在29MW的热水锅炉应用此技术后，出力提高2030%，炉渣含碳量降低4.5%，锅炉热效率提高12.5%。 5中小型锅炉采用煤渣混烧、减少炉渣含碳量 中小型锅炉、采用煤与炉渣混烧法是一种投入较很小，效果很好的节煤措施。煤与炉渣的比例约为4:1，充分混合后入炉燃烧，煤中掺了颗粒较大的渣，减少了通风阻力，送风更加均匀，增加了煤层的透气性，提高了燃烧的稳定性，使炉渣含碳量显著下降。北京市昌平县房管局供暖服务公司，海淀区房屋土地管理局房屋设备经营管理处及天津市房屋供热公司在14MW锅炉上采用煤与渣混烧法后，炉渣含碳量分别下降到3%8%。 6. 改善锅炉系统的严密性，降低过剩空气系数 锅炉的过剩空气系数是评价锅炉燃烧状况的一个重要参数，只有过剩空气系数达到设计值时，锅炉才能在最经济的状态下燃烧，因此要采取防止锅炉本体及烟风道渗漏风的措施，改善锅炉及烟风道的严密性，降低过剩空气系数以提高锅炉的效率和出力沈阳惠天公司对锅炉除渣系统进行水封，同时对鼓、引风系统、炉墙、烟道等漏风点封堵后，锅炉热效率由68%提高到76%，过剩空气系数从2.9下降为2.1，锅炉不仅升温快，而且炉渣含碳量也能降到12%以下。 7. 保证锅炉受热面的清洁，防止锅炉结垢 锅炉的水冷壁、对流管束、省煤器、空气予热器等受热面积灰和锅炉结垢是影响锅炉传热的一个主要因素，据有关试验测定，水垢的热阻是钢板的40倍，灰垢的热阻是钢板的400倍，因此要建立及建全锅炉水质管理和定期的除灰制度，保证锅炉用水的水质和锅炉受热面的清洁，以提高锅炉效率和设备使用寿命。 8. 大、中型锅炉采用计算机控制燃烧过程，提高锅炉效率 对大中型锅炉房应逐步建立微机系统实现锅炉燃烧过程自动控制。由于锅炉燃烧过程是一个不稳定的复杂变化过程，各种各样的因素都会引起工况的变化，只有实现锅炉燃烧的自动控制才能达到锅炉的最佳燃烧工况，热效率达到最高。 北京北辰热力厂经过多年努力，采用两台PLC工控机对9台35t/h的蒸汽锅炉进行集中管理，实现锅炉燃烧自动控制。根据负荷状况，对蒸汽压力、流量、煤量、炉膛温度、排烟温度、烟气含氧量进行综合分析和寻优调整，以达到人工操作难以达到的效果，同时还可以根据煤质的好坏，加湿程度等因素适当调整参数，以达到最佳燃烧工况。几年来运行工况一直平稳，吨汽标煤耗平均下降9.8kg/t，炉渣含碳量降低1.37%，效果显著。 11.风机、水泵采用调速技术，更换压送能力过大的水泵，节约电能 风机、水泵的选择和配置其能力都有一定的富裕度，这是因为： 1.风机、水泵选型时要求扬程有一定裕度，而且风机、水泵规格不可能与需要完全一致，一般选型结果都稍大； 2.在运行过程中荷载(扬程、流量)常有波动变化，小荷载时风机、水泵的能力会进一步富裕； 3.热网建设有一发展过程，循环水量逐年增加，系统满负荷前水泵能力富裕很大。 风机、水泵采用调速技术，可以及时地把流量、扬程调整到需要的数值上，消除多余的电能消耗。一般都能达到30%以上的节电效果。长春市热力(集团)有限责任公司，在1997和1998两年内，将58台水泵改造为变频调速泵后，节电率达4060%，投资回收期为1.2个采暖期；白城热力公司于1999年在43台水泵上加装变频调速装置后，节电率为4050%，采用调速技术所增加的投资，一般在一个采暖季内通过减少电费支出就能得到回收。 但对压送能力过大的水泵，采用调速技术来降低水泵扬程，将导致水泵在低效区工作，达不到预期的节能效果，因此，应根据实际运行资料的分析更换水泵。长春市热力(集团)有限责任公司96