环境管理_工业锅炉节能节水近零排放成套技术

锅炉节能节水近零排放成套技术中关村国际环保产业促进中心中关村上地大厦9层 项目概述及相关背景 北京化工大学博导魏刚教授 项目概述及相关背景 技术发明人 中国腐蚀与防护协会技术委员会副主任 中国锅炉水处理协会技术委员会委员 国内化学清洗行业奠基人 六五 计划开始 魏刚教授带领研发团队研究工业设备 特种压力容器的清洗技术 缓蚀技术 逐步开创了中国工业设备化学清洗技术 工业锅炉停用保养技术 锅炉运行防腐阻垢技术 十五 十一五 期间 开发出了锅炉节能节水近零排放成套技术 对提升行业技术水平具有重要意义 魏刚教授曾负责和完成国家级科技项目16项 研发的各项技术多次填补国内外相关行业技术空白 某些技术已推广到美国 日本 新加坡等国家 例如 魏刚教授研究的多用途酸洗缓蚀剂LAN 826为中国蓝星的支撑技术 项目概述及相关背景 项目概述及相关背景 项目获奖证书 科技部立项文件 国家发改委已于最近将本项目入选 工业节水支撑技术 自2003年起至今已成功改造上百套锅炉系统 为广大企业带来巨大的经济效益及节省了大量资源以本技术为蓝本的新的国家标准已公告 标准号GB T29052 将于2013年7月1日实施 以本成果为基础的新的行业试行标准 GH001 2005 新的国家标准已出台 标准号GB T29052 2012 项目概述及相关背景 国家标准 2012年12月31日 以此技术为蓝本的国家标准GB T29052 2012 工业蒸汽锅炉节水降耗技术导则 颁布 且于2013年7月1日实施 由全国锅炉压力容器标准化技术委员会公布 公告号 2013年第41号 项目概述及相关背景 2010年8月11日 第十届全国清洗行业技术进步与清洁产业发展论坛 会议 2011年3月9日 十一五 国家重大科技成果发布及推介会节能减排专场推介会 2010年5月18日 国家质检总局 中国特检院 中国锅炉水处理协会在京召开本技术推荐会 2012年2月23日 中压锅炉节水及废水近零排放成套技术开发 成果鉴定会 2012年2月24日 中压锅炉节水及废水近零排放成套技术开发 成果推介会 国家科技部高新司刘久贵副司长 河北省科技厅连小勇副厅长 河北省环保厅 发改委等领导出席 现有低压锅炉传统运行工艺 项目技术介绍 软化防结垢 除氧防腐蚀 排污保证水质和工况 1 软化器 钠离子交换法 去除致垢离子 防止锅炉结垢系统需加入软化设备 在运行中需要大量耗水来清洗该设备 并且由于现有技术所限 所耗废水无法回收 造成浪费2 除氧器 去除溶解氧 防止锅炉腐蚀在过程中需消耗大量新鲜蒸汽 造成能源和水的浪费3 连续排污 定期排污 保证锅炉水质和工况在锅炉运行中为了保证锅炉水质和工况 需要向系统外排放污水来保持炉内水质各项指标合格 但由于现有技术所限 所耗废水无法回收 造成很大浪费4 凝结水回收不良 1 未处理直接回收进锅炉 水中含有大量铁离子 呈红色 2 直接排放 浪费大量热能和水 并会使土地咸化 2 低压锅炉传统运行工艺所存在问题 项目技术介绍 项目技术介绍 项目技术介绍 低压锅炉近零排放运行工艺 四大模块 五个专利技术 项目技术介绍 项目技术介绍 一 新型防腐阻垢剂与锅炉水质自动监测控制系统 二 锅炉系统平衡装置 三 超分子缓蚀剂 凝结水自动监控系统及高温凝结水回收装置 四 锅炉中央自动控制系统 一 新型防腐阻垢剂与锅炉水质自动监测控制系统 项目技术介绍 氧化性水 新型防腐阻垢剂 项目技术介绍 形成钝化膜 防止锅炉钢腐蚀 具有优异的螯合作用及分散作用 结垢离子会形成肉眼看不到的微粒均匀分散在水中 不会在炉壁沉积结垢 新型防腐阻垢剂与锅炉水质自动监测控制系统的作用 由于系统去掉除氧器 锅炉内变为氧化性水工况 从腐蚀与防腐化学原理出发 发明了一种防腐阻垢剂 它能使锅炉钢在该剂与溶解氧双重作用下处于钝化状态 在锅炉管内壁形成一层保护膜 将锅炉钢表面保护起来 保证锅炉在不除氧的情况下 不会出现腐蚀问题 它不挥发 不会发生碱隐藏 多种单体的协同效应还具有高效阻垢作用 而且可以用作停炉保护 且不必排空炉水为充分发挥药剂的作用 采用本成果的锅水水质监测控制系统 该系统主要由取样检测单元 中央控制单元 投药执行单元及水质控制执行单元等组成 其主要功能是 锅水中溶解固形物总量和碱度的监测和自动控制 锅水中防腐阻垢剂的监测和自动投加控制 监测数据显示 系统的自动保护和报警 通讯 项目技术介绍 项目技术介绍 二 锅炉系统平衡装置 低压锅炉系统平衡装置 中压锅炉系统平衡装置 锅炉燃烧系统 炉渣 处理水 汽 固 三相平衡装置 分离固 液 汽三态 返回系统 液 项目技术介绍 锅炉系统平衡装置的作用 锅炉系统平衡装置用于高温排污水回收采用最新的系统平衡技术 通过增加平衡装置 将锅炉本体排污热和排污水回收利用 平衡装置是本技术的重要组成部分 它根据化工相平衡原理 可以很好的实现水 汽 固三相的平衡 实现排污水的水汽热量回收 克服了大量废水的排放 同时保证锅水溶解固形物 碱度指标符合国家标准 所排出的固体废料进入锅炉的燃烧系统形成炉渣 从而实现近零排放 项目技术介绍 三 超分子缓蚀剂 凝结水自动监控系统及回收装置 凝结水自动监测控制系统 凝结水回收装置 项目技术介绍 凝结水 含大量铁离子 凝结水回收装置 凝结水自动监控系统 锅炉系统 蒸汽 直接排放 浪费大量水和热 并污染环境 凝结水回收装置 超分子缓蚀剂 蒸汽 凝结水 不含铁离子 锅炉系统 项目技术介绍 超分子缓蚀剂 凝结水自动监控系统及回收装置的作用 用于高温凝结水回收和锅炉铁沉积隐患的消除利用超分子化学原理 提出超分子缓蚀剂新理念 据此发明了超分子缓蚀剂 利用分子间的结构互补和分子识别关系 使缓蚀剂分子以适宜的速度挥发并均匀地扩散 吸附在金属表面使钢处于钝化状态 从源头上杜绝腐蚀的产生 消除铁离子来源 保证凝结水品质 直接回收凝结水 在成膜的初始过程中 超分子缓蚀剂的消耗量较大 在保护膜形成以后 还需要一定的药剂量对保护膜进行维护 药剂投加的量过大 会造成浪费 药剂投加量不足 保护膜得不到正常维护而被损坏 会影响管道的防腐保护效果 为此 采用凝结水水质监测控制系统 项目技术介绍 中央自动控制系统 四 锅炉中央自动控制系统 项目技术介绍 4 锅炉中央自动控制系统 2 锅炉系统平衡装置 3 超分子缓蚀剂 凝结水自动监控系统及高温凝结水回收装置 1 新型防腐阻垢剂与锅炉水质自动监测控制系统 设备运行出现故障 加药箱低液位等情况发生时 中央控制系统将通过报警文字 报警数据等显示报警信息 工作人员可及时发现问题 保证系统运行安全 项目技术介绍 锅炉中央自动控制系统的作用 用于节能减排系统的自动管理本系统根据现场仪表采集到的数据 通过PLC内部预先设定的程序进行运算 运算结果可输出并控制各工艺单元设备的开启和关闭 本系统提供上位机组态软件和程序 组态程序中包含有现场设备运行图 可显示现场设备的运行状态 可显示pH 电导率和液位等各项数据的实时值 可计算显示节能数据 可查看并自动保存各数据的历史曲线和历史值 在现场设备运行不正常的情况 可发出报警指示并可查询报警原因等 在保证锅炉运行安全的前提下 完成了集工业控制计算机 组态软件 PLC于一体的锅炉节能节水近零排放自动监控系统 项目技术介绍 项目技术介绍 低压锅炉近零排放运行工艺 去掉软化 除氧 排污系统 保证锅炉运行更加安全 同时实现凝结水符合水质标准情况下直接回收 建立锅炉新的系统平衡 实现锅炉废水近零排污工况运行 对国产锅炉的实施效果 吨蒸汽补水量从1 5m3下降到0 073m3 吨蒸汽废水量从1 4m3下降到0 003m3 吨蒸汽耗煤由168 3kg下降到152 3kg 锅水溶解固形物从3000mg L下降到2100mg L 锅炉排污率从10 15 下降到0 3 碳钢腐蚀率0 0 001mm a 阻垢率 99 9 通过上述发明技术集成应用 形成了工业锅炉废水排放接近零的节水成套技术 项目技术介绍 使用软化 除氧 排污技术的锅炉内部 使用废水近零排放技术的锅炉内部 本技术使腐蚀结垢严重的锅炉炉管洁净如新 项目技术介绍 与国内外技术的比较 由同行专家组成的鉴定委员会对本技术的鉴定意见 该节水成套技术属国际首创 构思新颖 具有特色 整体技术达到国际领先水平 对提升行业技术水平具有重大意义 著名的德国菲斯曼锅炉的专家尤斯丁指出 该技术 非常非常好 在有12家国内外公司竞标的会上毅然不理某国外公司的 长期友好合作关系 将其德国锅炉的水处理改造任务交给本组 已安全运行3年 德商十分满意 项目技术介绍 安全 项目技术介绍 增产 节能 减排 节水 节支 项目直接社会及经济效益 项目技术介绍 项目间接社会及经济效益 石家庄双联化工有限责任公司锅炉项目 成果的推广及应用案例 锅炉概况石家庄双联化工有限公司共有5台中压蒸汽锅炉 带发电机组 技术改造前锅炉采用传统的除盐 除氧 排污模式运行 锅炉用汽工艺为 450 过热蒸汽部分推动汽轮机 背压 发电 部分减温减压后用于联碱车间煅烧工艺 背压蒸汽用于其他工艺及冬季供暖 改造后经济效益 省去除氧器不用 年节约费用195 8万元 回收排污热及排污水 年节约费用110余万元 回收凝结水 节水节能13 4万元 合计年实现直接经济效益334 6万元 环境效益 减少碳粉尘排放量2555 68吨 年 减少CO2排放量10346 99吨 年 减少SO2排放量311 34吨 年 减少NOX排放量155 67吨 年 安全保障 水质自动监测系统实时监测锅水 凝结水的水质 化验员定期取样进行水质分析比对 从而确保水质符合国家标准 保证汽轮机和其他用气工艺运行正常 中央控制系统具有报警提示功能 一旦系统水质或运行出现问题 中央控制系统会声光报警 并在系统界面弹出报警原因及报警部位 供控制人员及时发现解决问题 样板工程案例 河北省廊坊开发区耀邦热力有限公司锅炉项目 锅炉概况耀邦热力有限公司2台35t h低压蒸汽锅炉 原设计4台锅炉用于开发区生产用气及供暖 开发区建设速度落后 目前只上两台锅炉 改造后经济效益 采用本技术后主要经济效益包括节水效益和节能效益 此外 由于采用高效防腐阻垢技术 每年还可节省大量的检修费用 年节水量125000吨 年节约标煤量1662 2吨 一个供热季本技术可实现经济净效益183 41万元 环境效益 减少二氧化碳的排放量 同时也减少二氧化硫 氮氧化物及烟尘等的排放量 其中CO2 SO2 氮氧化物年减排量分别达到4142吨 124吨 62吨 减少酸雨及可吸入污染物对周围环境的危害 样板工程案例 示范效应 2011年3月19日 廊坊市耀邦热力有限公司低压锅炉热回收与废水近零排放工程项目通过河北省环境保护技术厅组织的示范项目专家评价会 获得专家组的肯定及好评 按河北省环保厅环办发 2009 106号通知的规定 列入 河北省鼓励应用的环境保护技术名录 和河北省环境保护技术示范工程 2011年6月 河北省环保厅正式下发冀环科 2011 176号文件 关于印发2011年河北省环境保护技术示范工程项目的通知 将本项目列入河北省环保厅示范项目之一 有力的促进了项目在河北地区乃至全国的推广 样板工程案例 河南中烟新郑卷烟厂锅炉项目 企业简介 新郑卷烟厂隶属于河南中烟工业有限责任公司 为国有企业 先后荣获全国工业经济效益先进单位 中国企业信息化500强 河南省优秀思想政治工作企业 河南工业综合实力百强企业等荣誉称号 样板工程案例 河南中烟集团新郑卷烟厂2台20t h燃气锅炉 压力1 57MPa 实际运行压力1 1MPa 技术改造前 锅炉采用软化 除氧 排污的传统模式运行 原运行工艺存在着热力除氧消耗新鲜蒸汽量大 锅炉废水排放量大等问题 而且由于用气量波动较大 存在大马拉小车问题 年用汽量10万吨左右 锅炉概况 改造后经济效益 节约天然气 2011年6 7月份较2010年同期单耗明显降低 运行四个月 仅节约天然气一项就实现经济净效益109 175万元 节水 减少废水排放 年节水8万元 样板工程案例 河南新大新材料股份有限公司锅炉项目 企业简介 注 此项目为在建项目 河南新大新材料股份有限公司是一家专业从事太阳能晶硅片 半导体线切割刃料及碳化硅精密陶瓷制品研发 生产 销售的高新技术企业 是开封市第一家在境内A股上市的企业 河南新大新材料股份有限公司成立于1997年 位于开封市精细化工产业园区 公司连续荣获中国机床工业协会磨料磨具分会颁发的 2007 2008 2009年度磨料磨具行业碳化硅生产企业十强 称号 样板工程案例 锅炉概况 项目建设规模为2台10t h和2台20t h的低压蒸汽锅炉 20t h锅炉采用传统的运行工艺 软化 除氧 排污模式 10t h锅炉未运行除氧器 蒸汽在绿碳化硅微粉 切割液 黑碳化硅微粉等产品制备过程中起到间接加热的作用 样板工程案例 节能节水效益 采用锅炉节能节水近零排放成套技术对系统进行改造后 主要经济效益包括 采用氧化性水工况及其防腐阻垢技术的效益 省去除氧器 年节约费用76 8万元 高温排污水回收的效益 采用本技术后 蒸汽锅炉排污率从11 降低至1 以下 年减排废水价值9