工业锅炉能耗分析及节能技术研究.doc

工业锅炉能耗分析及节能技术研究摘要：工业锅炉成为我国开展节能降耗、提高能效、减少污染的主要对象之一。目前，我国工业锅炉节能标准化的发展与发达国家锅炉节能标准化的发展还存在一定的差距。对此，本文通过锅炉的能耗分析，探索其热损来源，并在此基础上提出节能改造措施。关键词：工业锅炉，能耗分析，节能1工业锅炉能耗分析1.1工业锅炉的热平衡和热效率（1）锅炉热平衡燃料在锅炉中燃烧，由于种种原因不完全燃烧，而燃烧放出的热量也不会全部有效地用于生产蒸汽或热水。也就是说，燃料的总输入热量中只有一部分被工质（水或汽）吸收，叫做有效利用热；其余部分损失掉了，叫做锅炉的热损失。为了确定锅炉的热效率，就需要使锅炉在正常运行工况下建立起锅炉的收、支平衡关系，通常称为锅炉热平衡。（2）锅炉热效率 锅炉热效率是在锅炉稳定工况下通过热平衡试验测定出的，锅炉热效率可分为正平衡热效率和反平衡热效率。正平衡热效率通过正平衡试验求得的锅炉热效率即有效利用热量输入锅炉热量的百分率，叫锅炉的正平衡热效率；通过测定锅炉各项热损失的方法来确定锅炉热效率叫做反平衡热效率1。1.2工业锅炉能耗分析（1）固体不完全燃烧热损失固体不完全燃烧热损失（即机械不完全燃烧热损失）是由于进入炉膛燃料的一部分没有参与燃烧因而引起的热损失，叫做固体不完全燃烧热损失。（2）化学不完全燃烧热损失化学不完全燃烧热损失是由于烟气中有一部分可燃气体未燃烧放热就随烟气排出而损失掉。一般情况下气体不完全燃烧产物是CO，H2，CH4等可燃气体，则其热损失应为烟气中各可燃气体容积与它们的容积发热量乘积的总和。（3）排烟热损失排烟热损失是由于烟气从锅炉排出时的温度比冷空气的温度高得多，此时排烟所带走的热量叫做排烟热损失，排烟热损失是锅炉热损失中最主要的一项。（4）散热损失在锅炉运行时，炉墙、金属结构以及锅炉机组范围内的烟道、风道、汽水管道和联箱等的外表温度高于周围环境温度，这样就会通过自然对流和辐射向周围散热，该热量损失称为散热损失。（5）燃煤锅炉灰渣物理热损失燃煤时，由于从锅炉中排出的灰渣还具有相当高的温度约600 -800，它带走的热量称为灰渣物理热损失。（6）冷却热损失冷却热损失是由于锅炉的某些部分采取了水冷却，而此冷却水未接入锅炉汽水循环系统中，被其吸收了锅炉的一部分热量并排出炉外，从而造成了热量损失。2 工业锅炉节能改造技术2.1烟气余热回收技术回收余热时，可通过空气预热器，用于加热燃烧用空气，提高进入锅炉的空气温度，提高炉膛温度和降低排烟温度，以提高燃烧效率，一般排烟温度每降低10，锅炉效率可提高0.5%-0.6%；另外也可采用省煤器，将废气加热锅炉给水，提高给水温度2。2.2冷凝水回收技术冷凝水回收是蒸汽热力系统循环中的一个重要环节，从系统节能的观点出发，冷凝水回收利用的好坏直接影响蒸汽热力系统总的能源利用效率。2.3链条炉分层燃烧与拨火技术分层燃烧技术分行分段给煤装置在满炉排面上均匀排列出波浪形煤层，平衡了风室布风，解决了由于分层给煤布风不均产生的局部火口及条状燃烧的问题。燃煤进入炉膛预燃区后，成直线状着火起燃，杜绝了起火点参差不齐现象。波谷处助燃风阻力小，在燃烧过程中，全炉排面形成均匀有序的多道火口，不存在局部火口现象。波谷处煤充分燃烧，并将波峰下部块煤引燃，逐渐延伸向上部燃烧。由于煤层底部的燃尽，波峰上部逐渐塌落，产生二次搅拌，使未燃烧的煤层充分裸露，在上部辐射热和底部燃烧热量的作用下，形成了火焰从煤层底部向上布煤层的半沸腾燃烧现象，熄火区断火齐整。关闭熄火点后布风室的风门，有效地控制了进入炉膛内的风量，提高了炉膛温度，充分燃烧，降低了灰渣含碳量。2.4锅炉防垢除垢技术在锅炉高温的运行过程中其受热面中就会形成水垢，并随着时间逐渐加厚，水垢的导热系数很大，比锅炉和管道材料高几百倍，因此，水垢会影响锅炉的传热效果，锅炉和管道的受热面金属在高温条件下，结垢的速度加快，随着时间的推移，管道的内径小，时间长了就会使部分管道在有些弯口首先受阻，最后导致管道堵塞。锅炉水垢的形成影响锅炉的效率，也危及安全生产。锅炉防垢技术主要有；磁场防垢，电场防垢，超声波防垢，声学防垢，物理方法协同防垢等等。2.5富氧燃烧技术 富氧燃烧是一项高效高效节能的燃烧技术，富氧燃烧与用普通空气燃烧相比有以下优点：（1）提高火焰温度和黑度燃烧过程是空气中的氧参与燃料氧化并同时发出光和热的过程。在常规空气助燃的情况下，无辐射能力的氮气所占比例很高，因此烟气的黑度很低，影响了烟气对锅炉辐射换热面的传热。富氧助燃技术因氮气量减少，空气量及烟气量均显著减少，故火焰温度和黑度随着燃烧空气中氧气比例的增加而显著提高，进而提高火焰辐射强度和强化辐射传热。（2）加快燃烧速度，促进燃烧完全燃料在空气中和在纯氧中的燃烧速度相差甚大，如氢气在纯氧中的燃烧速度是在空气中的4.2倍，天然气则达到10.7倍左右。故用富氧空气助燃后，不仅使火焰变短，提高燃烧强度，加快燃烧速度，获得较好的热传导，同时由于温度提高了，将有利于燃烧反应完全。（3）降低燃料的燃点温度和减少燃尽时间燃料的燃点温度随燃烧条件变化而变化。燃料的燃点温度不是一个常数，如CO在空气中为609，在纯氧中仅388，所以用富氧助燃能提高火焰强度、增加释放热量等，加入氧气将有助于降低燃料的燃点温度。（4）降低过量空气系数，减少燃烧后的烟气量用富氧代替空气助燃，可适当降低过量空气系数，减少排烟体积。用锅炉反平衡效率法计算锅炉效率时，我们会发现锅炉的排烟损失占锅炉热损失的很大比例，特别是在普通空气助燃的情况下，占助燃空气近4/5体积的氮气并没参加燃烧反应，并且在燃烧过程中被同时加热，带走大量的热量。结论综上所述，要提高工业锅炉的节能，就需要进一步找出影响节能的关键因素，并针对这些因素提供可行性措施。根据工业锅炉的生产过程和生产特点，除了要对传统意义上的锅炉、系统以及应用技术进行改造外，还可以将改造的重点放在提供动力和热