工业锅炉节能的方向.ppt

工业锅炉节能的方向 上海交通大学 王清成 博士 背景介绍 工业锅炉容量一般都比较小，蒸发量20t/ h ( 供热量14MW) 以下的占多数，这些锅炉的热效率比较低，通常在55 %～80 %之间。因此，改善锅炉燃烧，改进锅炉性能，健全监测控制系统，加强维修管理，减少系统的能量损失，对节约能源有重要意义。 工业锅炉节能的方向 降低锅炉排烟温度 杜绝漏风减少排烟量 合理组织燃烧减少燃烧损失 加强绝热保温减少散热损失 保证锅炉给水品质 改进操作、加强管理 降低锅炉排烟温度 锅炉排烟损失q2 是锅炉热损失中最大的一项，一般在6 %～20 %左右，最大可达30 %。排烟热损失的大小主要取决于排烟温度的高低及排烟量的多少。当排烟温度每降低12～15 ℃时， q2可降低1 %左右。因此降低排烟温度是提高锅炉热效率的一项有效措施。 降低锅炉排烟温度的措施 避免或减少受热面上的结渣、积灰和堵灰结渣现象； 增加或改进尾部受热面。 避免或减少受热面上的结渣、积灰和堵灰结渣现象 避免或减少受热面上的结渣、积灰和堵灰结渣现象多出现在高温受热面，如水冷壁、过热器等；积灰和墙灰现象则多出现在低温的尾部受热面上。灰渣的热阻大约是钢铁的400 倍，一般受热面上结渣1 mm 厚时需多耗燃料2 %～3 %左右。减少受热面结渣、积灰和堵灰的主要措施有： 定期吹灰：对于松散状积灰可用定期吹灰法来清除，若附在管子上的时间过长，则可能由松散状转化为紧密状。这是由于有的积灰可能吸附烟气中的SO2 、SO3 和水蒸气等，生成粘结性的硫酸盐和亚硫酸盐，使松散性积灰变成紧密性积灰，时间久了不宜清理。吹灰介质可用过热蒸汽、压缩空气或惰性气体，如氮气等。 使用除渣剂或清灰剂：近几年研制成功了多种除渣剂和清灰剂。试验及使用结果表明，使用后不仅可以保持锅炉受热面的清洁，还可以减少烟气对大气的污染。在中小型锅炉上应用，可使锅炉热效率提高2 %以上，节能5 %以上。 避免锅炉在低负荷下运行并减少锅炉启停的次数：低负荷时烟气流速低，易形成积灰，启停炉时炉内燃烧工况不佳，易形成较多的碳黑和炭末，它们具有极强的粘附能力，不仅会粘附在受热面上形成紧密状积灰，同时还会捕捉烟气中的飞灰颗粒，使积灰快速的增长，从而降低热效率；又因启停炉时各处烟温低，受热面壁温也低，有可能产生低温结露，造成酸腐蚀。 增加或改进尾部受热面 增加或改进尾部受热面许多中小型锅炉的排烟温度均高达300 ℃左右，此时，宜增设锅炉尾部受热面以降低排烟温度，尾部受热面即指省煤器和空气预热器。但排烟温度并非越低越好，合理的排烟温度必须从金属与燃料的比价、运行维修费用的增加等方面进行技术经济比较来确定。 杜绝漏风减少排烟量 在同样排烟温度下，排烟量越大， q2也将越大。在燃料的成分确定后，排烟量的大小主要取决于助燃空气量的多少(通常以炉膛的过剩空气系数a1 表示) 和沿程各处烟道的漏风量的大小(以漏风系数Δa 表示) 。 炉膛过剩空气系数a1 不仅影响q2，且影响炉内燃烧，即影响到化学不完全燃烧损失q3和机械不完全燃烧损失q4 的大小。在一定限度内，降低a1 将使q2 降低，但q3 和q4 则会增加。最佳的a1 应当是使q2 + q3+ q4 值为最小时的值。 炉膛和烟道的漏风不仅会增大q2，还会增大烟道通风阻力和引风机的电耗，炉膛大量漏风会降低炉温，影响燃烧的正常进行。 合理组织燃烧减少燃烧损失 合理配风 炉膛空气气流的合理组织 燃料层上燃烧的调节与控制 合理配风 沿炉排长度方向应合理配风 沿炉排宽度方向应均匀配风 沿炉排长度方向应合理配风 链条炉燃烧各阶段所需空气量是不同的，炉排中段燃烧最旺盛需空气量最大；在炉排头尾两段以挥发分和残炭的燃烧为主，故只需少量空气；在新燃料尚未点燃前需极少量空气甚至不需空气。 沿炉排宽度方向应均匀配风 沿炉排宽度方向上的合理配风方法是均匀配风，以使燃烧均匀，防止出现火口等不正常燃烧现象。目前改进的措施主要是从风室的结构上着手，如采用双面进风、采用等压风室等，尽量使水平风速保持不变，另外炉排上煤层厚度应均匀及煤粒大小要一致。 炉膛空气气流的合理组织 从链条炉排各处上升的气体成分很不一致，在炉排头尾存在大量过剩空气；在炉排中部因燃料层上部存在还原区而存在许多CO、H2 等气体。另外，大部分挥发分及被吹起的细煤末也是在炉膛中部空间燃烧，为使它们能够燃尽以减少不完全燃烧损失，需加强空间气流的混合和搅拌。 这可由前、后拱的配合及二次风来完成。 后拱的作用是将炉膛后部的过剩空气及高温烟气推向前部，在由前、后拱形成的“喉口”处与炉膛前部的过剩空气和挥发分混合，促使可燃气体充分燃烧。同时由于后拱低而长，可减少燃料层对受热面的直接辐射，保持燃尽阶段所需要的温度，减少机械不完全燃烧