工业锅炉节能技术改造专题.ppt

工业锅炉节能技术改造专题由上海工业锅炉研究院高级工程师叶：主讲。锅炉系统节能。锅炉系统：燃料锅炉燃烧释放的烟气排入大气(高温烟气余热锅炉释放的烟气排入大气)水锅炉吸热蒸汽(热水)用户、余热回收，a .余热分类，a)高温烟气余热b)高温炉渣余热c)高温产品余热d)可燃废气和废液余热e)化学反应余热f)冷却水余热，以上a)余热一般由余热锅炉回收。e)至f)的余热一般可通过换热器和冷凝水回收系统、余热锅炉、2005年各种余热锅炉的出力、冷凝锅炉或冷凝回收装置回收，原理：降低烟气温度，使烟气中的水蒸气充入冷凝，回收烟气中水蒸气的显热和冷凝潜热。在传统锅炉中，废气温度一般为160 250，烟气中的水蒸气仍处于过热状态。不可能凝结成液态水并释放汽化潜热。因此，传统锅炉的热效率只能达到87% 91%。冷凝余热回收锅炉将废气温度降低到50 70，既回收了烟气中的显热，又回收了水蒸气冷凝的潜热。因此，冷凝锅炉的效率可以接近100%。冷凝锅炉或冷凝回收装置，高热值Qgr:燃料完全燃烧时释放的所有化学能，烟气中的蒸汽被认为已经冷凝；低热值QNet是在扣除燃料中所含水分和氢气燃烧产生的水蒸气汽化潜热后，高热值和低热值之间的转换：Qnet。QGR。AR-206HAR-3MAR(千焦/千克)。冷凝锅炉或冷凝回收装置适用于燃料：1。天然气锅炉2。燃用液化石油气和城市燃气的锅炉天然气的主要成分是甲烷(CH4)，而其他成分主要是碳氢化合物，几乎不含硫。因此，除了氮(N2)和氮氧化物(氮氧化物)，完全燃烧后产生的烟气成分主要是二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O)。对于冷凝锅炉或冷凝回收装置，天然气燃烧后产生的烟气中的水蒸气含量远远高于任何其他燃料。当水蒸气凝结时，大量的热量被释放出来，也就是说，汽化潜热被释放出来。冷凝锅炉利用了天然气的这一特性。它将冷凝和冷凝换热原理应用于锅炉尾部受热面的换热。当烟气温度逐渐降低，达到相应水蒸气分压的饱和温度时，烟气中的水蒸气开始冷凝，形成冷凝水。随着烟气温度继续降低，冷凝水的量也逐渐增加。通过降低烟气温度和冷凝烟气中的部分水蒸气，最大限度地提高了锅炉的换热效果，提高了锅炉的热效率。对于冷凝锅炉或冷凝回收装置，由于燃料油和煤中硫含量高，其酸露点高，烟气具有腐蚀性。当烟气温度低于酸露点时，尾部受热面将被腐蚀。同时，燃油和煤的灰分高，灰分附着在受热面管道上，造成受热面堵塞，影响锅炉出力。因此，不建议燃油锅炉和燃煤锅炉使用冷凝器。取而代之的是，增加一个节能器来降低烟气温度，直到烟气不凝结。燃烧不同燃料的锅炉的经济性分析从上表可以看出，装有冷凝换热装置的锅炉可以有效地降低废气温度，显著提高热效率。根据燃料消耗成本和改造成本数据计算的投资回收时间，锅炉容量越大，成本回收时间越短，从中可以看出节能带来的可观效益冷凝水回收有两种方式：开放式回收和封闭式回收。闭式回收是在管道压力下直接回收饱和水，也称为高温冷凝水回收。这种回收方法是蒸汽锅炉供暖系统较好的节能方法，避免了氧腐蚀。该系统的关键设备是抗汽蚀高温冷凝液回收泵。它结合了喷射泵和离心水泵，有效地解决了气蚀问题，克服了普通离心泵只能泵送75以下的过冷水，并能输送100 120的饱和热水的问题，一个高温冷凝水回收系统，一个酒店冷凝水回收案例介绍，以及2)一个蓄热器。蓄热器的原理是一个能够储存热能的压力容器，可变压力蓄热器通常用于蒸汽加热系统。变压蓄热器分为直接储存蒸汽的蒸汽储存筒(或干燥筒)和储存高温热水的蓄热器。蓄热器的原理是利用热水作为介质来储存热能的压力容器。在燃气负荷波动的情况下，利用蓄热器的蓄热放热作用来调节负荷需求，维持锅炉的稳定运行，达到节约燃料、提高锅炉效率的目的。根据热力学，饱和水在不同压力下的焓是不同的。当高压饱和水减压时，焓值也将下降，多余的热量将蒸发一部分饱和水并释放蒸汽供使用。在供气系统中，蓄热器的蒸汽入口侧与锅炉连接，蒸汽出口侧与用户连接。当蒸汽消耗量低于锅炉的额定蒸发能力时，多余的蒸汽被充入蓄热器中的水中，压力上升。当使用的蒸汽量大于锅炉的额定蒸发量时，蓄热器的压力将自动下降，释放储存的热能以补充蒸汽的不足。多余的蒸汽被充入蓄热器中的水中，压力增加。工业锅炉给煤和分层给煤装置存在的问题社会上分层给煤装置普遍存在以下问题：(1)燃用优质煤，如三级烟煤，效果仍然很好，表现为负荷增长快，炉渣含碳量低，但炉膛燃烧不均匀，有“风口”和“火脊”。当负荷高时，炉排的尾部变热，这增加了炉渣的含碳量。当燃烧劣质煤，如二类烟煤或贫煤时，效果或作用不明显。炉渣的含碳量仍然很高。有些效果不如翻新前好，而有些则不需要。(三)分层给煤装置性能差、运行不畅、故障率高、使用寿命短、维护量大。10t/h锅炉多功能分层给煤装置，新一代分层给煤装置的特点，新一代分层给煤装置经过不断改进已经成为一个完善和成熟的系列产品，在以上三个方面没有问题。改进后的系统具有以下特点：(1)煤粒筛分机是根据煤的类型设计的。筛分机角度可调，操作灵活。可手动振动去除杂质，保证分层给煤质量。(2)给煤滚筒设有自动密封机构，动态间隙不漏煤，保证分层煤层的质量(煤层下无小颗粒煤)。(3)给煤滚筒上设有自动清除粘结煤的机构，以均匀给煤，保证分层煤层的上表面平整，煤层厚度相等。(d)煤闸门应专门设计成可自由灵活操作，以确保分层煤层的指示厚度和上表面平整，并应有厚度指示器。(e)有一个侧密封保护机构，用于调整炉排两侧煤层的形状，以保护侧密封构件，减少或消除燃烧。新一代分层给煤装置的特点，(f)该装置背面装有水冷部件一、锅炉输配系统、辅助节能改造，(1)锅炉输配系统改造(a)采用下图所示的煤仓自动均匀配煤机械，使煤仓(斗)大小煤均匀分布。(b)改造落煤管，以便均匀地落煤而不堵塞。(3)采用多功能均匀分层给煤装置。一、煤仓自动均匀配煤器，(二)辅助节能改造一)。滚筒、引风机、篦速箱采用变频电机。二)正确使用排污扩容器；流化床锅炉的特点自20世纪60年代初第一台FBC锅炉在美国投入运行以来，FBC技术发展迅速，锅炉产量达到900吨/小时，250兆瓦机组。20世纪70年代，美国F-W公司开始研发CFB锅炉，经过75 t/h等级的逐步改进和完善，升级到220 t/h以上。中国最大的循环流化床机组300 MW循环流化床示范电站锅炉1000t/h已在四川内江白马电厂投入运行。流化床燃烧分为鼓泡床流化床(FBC)和循环流化床(CFB)。循环流化床(CFB)分为低速率循环床、循环床和加压循环床(PCFB)。流化床类型和参数表，FBC鼓泡流化床(流化床)，循环流化床循环流化床循环流化床流化床，流化床燃烧)，循环流化床燃烧特性，1。清洁燃烧：脱硫率可达80-95%，N0 x排放可减少50%；2.燃料适应性强，特别适用于中低硫煤；3.燃烧效率高，可达95-99%；4.良好的负载适应性；负载调节范围为30-100%，调节速度为5-10%/分钟。5.PFBC还具有运行适应性强、电站效率高、占地少、节水等优点。流化床是降低有害气体污染最有效的燃烧技术之一，因为它是低温燃烧(850左右)，最有利于脱硫，最不利于生产氮氧化物。流化床燃烧技术的机理不同于其他固体燃料燃烧技术：一般来说，固体燃料燃烧是先分离出挥发性物质，然后在挥发性物质着火后点燃固体燃料。流化床燃烧是指床料在流化状态下依靠强烈的传质和传热直接点燃和燃烧燃料，因此燃料具有广泛的适应性。它可以燃烧许多低挥发性劣质燃料，这些燃料是其他燃烧技术无法燃烧的。循环流化床由于物料的反复循环，降低了灰分和飞灰的含碳量，从而大大提高了燃烧效率。其飞灰份额仅为55-60%(煤粉锅炉为85-90%)。循环流化床用于一般工业锅炉的局限性，对于一般工业锅炉，由于其容量小，要达到循环流化床燃烧所需的燃烧空间和合理布置配风装置，锅炉容积会过大；燃烧效率比应该达到的要低得多。除尘风机的能耗远高于层燃机，飞灰份额高(层燃机飞灰份额约为15%)；4.初期投资高，运行和维护成本高。水煤浆技术现状：截至2005年底，全国水煤浆生产总规模超过1000万吨，实际使用量超过500万吨，现有制浆厂5家以上，年产100万吨。各种吨位的水煤浆锅炉(2 670吨/小时)已成功投运。在中国，有20多台电站燃油锅炉(经过改造)，300多台工业锅炉和数百座工业窑炉长期连续稳定地燃烧水煤浆。水煤浆燃料广泛应用于电力、石油、化工、冶金、建材、轻工等行业。根据国家水煤浆工程技术研究中心的调查研究，国内水煤浆应用市场正由改建转向新建，中小型工业锅炉和窑炉成为主要方向。水煤浆技术是在20世纪70年代全球石油危机期间发展起来的。其目的集中式水煤浆厂既不靠近煤矿，也不靠近用户，受到运输半径、生产与需求匹配、管理体制矛盾等因素的制约。水煤浆的特点是看起来像重油，可以像油一样通过管道泵送、运输、装卸，储存在储罐中，流量可以通过阀门控制。它可以被雾化，用压缩空气或像重油一样的蒸汽燃烧。它着火了，燃烧稳定。它保留了煤粉的燃烧特性，对负荷变化有很强的适应性。但启动时间比煤粉锅炉长。水煤浆含有约32%的水，常温下全封闭运输不会爆炸或自燃，降低了储运的防火要求。煤炭储运过程中无物料损失(3%)，无煤场、输煤、制粉和干燥系统。环境健康、噪音和燃油工作人员相互了解。储运过程中粉尘污染小。水煤浆短缺，燃料系统复杂；水煤浆燃烧器不成熟；燃烧器、泵、阀门等。使用寿命短。很难着火，而且燃烧速度很慢。水煤浆的雾化颗粒在被带出炉膛之前没有被烧掉，导致燃烧效率低。炉膛容积热负荷增加后，锅炉容易结焦。每10吨水煤浆浪费3吨水，浪费水资源。制浆过程中会产生污染。燃烧本身和燃料运输(增加额外水的运输)的能量消耗增加。最初排放的烟尘大约是层式燃烧器的4倍。一种新型的撒煤锅炉(后燃式撒煤锅炉)，撒煤锅炉采用半悬浮燃烧方式，介于分层燃烧和燃烧室燃烧之间，燃烧性能好，综合效率达80%以上。然而，许多细粉随烟气排出炉膛，烟气中普遍存在大量烟尘和炭黑，不能满足环保和节能的要求。为了解决这一问题，开发了一种燃煤锅炉强化燃烧飞灰再燃技术，该技术不仅可以消除烟尘，还可以提高锅炉效率。一种新型的撒煤锅炉利用炉内加强燃烧拱将炉膛分为燃烧室和燃尽室。拱形的作用是提高炉膛的燃烧温度，捕获一些飞灰颗粒，并使炉膛在炉排上继续燃烧。增加炉内燃烧干扰；提高了燃烧温度和燃烧效率。同时，炉外设有再燃分离器，分离器下部设有返料装置。分离器用于分离未燃烧的含碳飞灰，并将未燃烧的含碳飞灰从炉后送至炉排燃烧。提高燃烧效率，降低飞灰含碳量和飞灰排放浓度。一种新型的撒煤锅炉(后燃式撒煤锅炉)，后燃式撒煤锅炉集链条炉拱强化燃烧技术和循环流化床循环燃烧技术于一体，具有启动快、顺从调节比大、煤种适应性强、锅炉效率高等优点，彻底解决了撒煤锅炉排放黑烟的问题。回燃锅炉具有高效、低污染的特点，可广泛用于现有锅炉的改造和新型工业锅炉的成型。特别适用于层燃工业锅炉的改造。锅炉容量为10 65t/h。新型撒煤锅炉的特点是煤种适应性广，能燃烧高水分褐煤和低挥发分无烟煤，大大高于普通链条锅炉。对煤的粒度要求不高，使用原煤。煤在炉排上燃烧，煤尘在空间中燃烧。未燃烧的含碳飞灰被分离器分离后，含碳降低锅炉排烟损失q2，降低锅炉排烟损失q2，降低炉排过剩空气系数i ),侧封完成；二)各气室风门可自由调节；Iii)注意关闭防火门、防火拨号门和炉排检查门(月门)，确保不漏气。Iv)炉墙状况良好。减少漏风的经济效益，有的锅炉漏风更严重，尾部烟气O2=11，=2.1，当氧气O2降至8，=1.62，下降0.5，余热损失q