燃?xì)忮仩t現(xiàn)場檢測報告.doc

燃?xì)忮仩t現(xiàn)場檢測報告一、檢測背景、目的為配合北京市燃?xì)庵脫Q工程及環(huán)保工程，北京世環(huán)節(jié)天能源技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司（以下簡稱世環(huán)節(jié)天）從2000年開始利用世行貸款大力推廣燃?xì)忮仩t的改造和應(yīng)用，已陸續(xù)安裝運行了350臺鍋爐，通過一個甚至幾個采暖季的運行，一些用戶反映鍋爐運行費用較高，個別鍋爐出現(xiàn)結(jié)垢、漏水等現(xiàn)象。為此，世環(huán)節(jié)天委托北京市燃?xì)饧叭細(xì)庥镁弋a(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站對已安裝運行的150臺鍋爐進(jìn)行效率、煙氣排放、噪聲等項目檢驗，以便通過分析數(shù)據(jù)，為用戶提供維護(hù)、維修建議，改進(jìn)燃?xì)忮仩t評估招標(biāo)的采購程序。二、檢測活動總體情況本次檢測活動是由世環(huán)節(jié)天委托北京市燃?xì)饧叭細(xì)庥镁弋a(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站進(jìn)行的，檢驗組由7人組成，其中包括1名高級檢測工程師和4名檢測工程師以及兩名世環(huán)節(jié)天的工程師，檢驗組分成兩個小組，各由一名世環(huán)節(jié)天的工程師和兩名檢測工程師組成。世環(huán)節(jié)天的工程師負(fù)責(zé)安排檢測計劃，組織檢測活動，檢測工程師則負(fù)責(zé)燃?xì)忮仩t的檢驗和數(shù)據(jù)的采集。檢測活動從2004年2月16日開始，到2004年3月15日結(jié)束，共檢測燃?xì)忮仩t150臺，所檢鍋爐的分布情況見下表：表1 在這次檢驗活動中，我們選用了Knae International Limited生產(chǎn)的KM9106型熱效率分析儀進(jìn)行煙氣成分的采集和鍋爐熱效率的測算，該儀器可以檢測出煙氣中O2（025%）、NO（01000ppm）、NO2（01000ppm）、CO(010000ppm)、CO2(020%)、SO2(05000ppm)、排煙溫度（01100）、黑度等，并測算出鍋爐的熱效率，用ND10型噪聲儀（46130dB）測試鍋爐運行噪聲，用MCT-100B型數(shù)字溫度計(01100)測試爐體表面溫度。由于檢測活動應(yīng)在供暖期結(jié)束前完成，因此選派了四名較有經(jīng)驗的檢測工程師進(jìn)行檢驗，數(shù)據(jù)的采集、換算嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求，兩個檢驗小組平均每天檢測8臺鍋爐，由于每臺爐子的地點不同，檢驗人員一般白天檢驗，晚上對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理換算，并根據(jù)實際情況的需要，調(diào)整第二天的檢驗方案。本次檢測活動中，各項檢驗均在管網(wǎng)運行壓力下進(jìn)行，運行噪聲是在距燃燒機1m與燃燒機等高的位置進(jìn)行測試，燃燒工況、表面溫度是在鍋爐運行30min后測試，煙氣成分、排煙溫度、熱效率則是在鍋爐運行穩(wěn)定后測試。三、檢測評價分析：本次檢測活動共檢測燃?xì)忮仩t150臺，為了能充分體現(xiàn)鍋爐的運行狀態(tài)，我們主要檢測以下三方面內(nèi)容：一是環(huán)保性能，包括煙氣中的一氧化碳含量、二氧化碳含量、一氧化氮含量、二氧化氮含量、氮氧化物含量、二氧化硫含量和黑度等；二是熱工性能，包括燃?xì)忮仩t的熱效率、排煙溫度、噪聲、燃燒工況等；第三就是安全性能，包括鍋爐的各項安全保護(hù)功能，如：供氣前吹掃時間、點火不成功自動斷氣功能、燃?xì)鈾z漏功能、超溫、超壓、風(fēng)壓、缺水、缺燃料等保護(hù)功能以及設(shè)備過電流保護(hù)功能等。鍋爐檢測指標(biāo)見下表：表2檢 驗 項 目指 標(biāo) 要 求燃燒工況不回火、熄火、脫火、離焰熱效率90%煙氣中CO2001指標(biāo)300mg/Nm32002指標(biāo)10mg/Nm3煙氣中NOX2001指標(biāo)300mg/Nm32002指標(biāo)100mg/Nm3煙氣中SO250mg/Nm3黑度1級運行噪聲70dB表面溫度42安全裝置供氣前吹掃時間、點火不成功自動切斷燃?xì)?、燃?xì)鈾z漏、超溫、超壓、風(fēng)壓、缺水、缺燃料等保護(hù)功能、設(shè)備過電流保護(hù)功能目前我國現(xiàn)行的燃?xì)忮仩t標(biāo)準(zhǔn)有GB 13271-2001鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、GB/T 10820-2002生活鍋爐熱效率及熱工試驗方法及GB/T 10180-2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程。前兩個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃?xì)忮仩t熱效率和煙氣排放指標(biāo)，其指標(biāo)要求見下表：表3檢 驗 項 目指 標(biāo) 要 求熱效率0.7MW88%黑度1級SO2100mg/Nm3NOX400mg/Nm3 對比表2和表3可以看出，本次鍋爐檢測指標(biāo)要高于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。在GB/T 10180-2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)中，鍋爐熱效率的測定同時采用正平衡法和反平衡法，鍋爐熱效率取正平衡法與反平衡法測得的平均值。熱效率分析儀是通過測定各種燃燒產(chǎn)物熱損失和鍋爐散熱損失來確定效率，由于其計算程式與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的反平衡熱效率計算方法有差異，因此通過熱效率分析儀測得的熱效率與通過標(biāo)準(zhǔn)計算得到的熱效率有偏差，其偏差范圍在2%以內(nèi)，可以認(rèn)為兩者結(jié)果在合理的偏差范圍之內(nèi)。通過對以上項目的檢測，主要性能指標(biāo)見下圖：對所檢驗燃?xì)忮仩t的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出：多數(shù)鍋爐的熱效率為%，煙氣中氧含量為%，一氧化碳含量為：mg/m3 mg/m3，二氧化碳含量為%，氮氧化物含量為：mg/m3 mg/m3，硫化物含量為：mg/m3 mg/m3，排煙溫度為：。此外，所檢鍋爐的表面溫度在之間，噪聲在dBdB之間，煙氣黑度均小于1。在所檢的150臺燃?xì)忮仩t中，熱效率指標(biāo)都達(dá)不到90%，其中熱效率100 mg/m3的鍋爐有26臺，占總數(shù)的17.3%，氮氧化物含量100 mg/m3的鍋爐有8臺，占總數(shù)的9.5%，二氧化硫含量50 mg/m3的鍋爐有9臺，占總數(shù)的6%，噪聲70dB的鍋爐有117臺，占總數(shù)的78%，表面溫度42的鍋爐有45臺，占總數(shù)的30%。造成以上不合格指標(biāo)的原因，固然有燃燒機質(zhì)量、鍋爐爐體設(shè)計不合理、使用維護(hù)不當(dāng)?shù)仍?，也有鍋爐廠商技術(shù)人員調(diào)試不當(dāng)?shù)脑?。由于燃?xì)忮仩t燃燒的復(fù)雜性，造成上述指標(biāo)不合格的原因，有可能是一個，也有可能是多個因素造成的，下面對造成各項不合格的原因作進(jìn)一步分析。1、熱效率在這次所檢的150臺鍋爐中，熱效率低于80%的鍋爐有35臺，造成熱效率偏低的原因，一是由于鍋爐在運行了12個采暖季后，受熱面結(jié)有煙炱和垢，1毫米厚的煙炱，其熱阻與400毫米厚鋼板的熱阻相當(dāng)，1毫米水垢的熱阻相當(dāng)于40毫米鋼板的熱阻。還有就是廠家技術(shù)服務(wù)人員未能將鍋爐調(diào)整到最佳運行狀態(tài)，過?？諝庀禂?shù)過大。下面以安裝在北京京工服裝集團(tuán)公司的藍(lán)博基尼鍋爐為例，它的測試數(shù)據(jù)見下表表4O2CO熱效率NOX排煙溫度噪聲SO2表面溫度14%93mg/Nm367.3%27 mg/Nm316380dB087通過下式可計算出該臺鍋爐運行時的過剩空氣系數(shù)（1）式中：過?？諝庀禂?shù)； O2煙氣中氧含量%； RO2煙氣中三原子氣體含量%；從上式計算可得該臺鍋爐的過?？諝庀禂?shù)為3.0。在鍋爐燃燒過程中，控制過?？諝庀禂?shù)的大小十分重要，過?？諝庀禂?shù)過大或過小都會產(chǎn)生不良的后果，過大會導(dǎo)致煙氣體積增大，爐膛溫度降低，增加了排煙熱損失，熱效率降低，過小會使燃?xì)馊紵怀浞?，產(chǎn)生大量的一氧化碳，污染環(huán)境，同時也增大了不完全燃燒熱損失?？梢哉f過?？諝庀禂?shù)的大小直接影響燃?xì)忮仩t的熱工性能，一般將過?？諝庀禂?shù)控制在1.051.20之間。在GB/T15317-94工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定過?？諝庀禂?shù)應(yīng)不大于1.6。本臺鍋爐的過剩空氣系數(shù)過大，過量的空氣從周圍環(huán)境進(jìn)入爐內(nèi)，經(jīng)加熱后排出爐外并帶走了大量的熱量，同時，鍋爐的表面溫度偏高，說明鍋爐的保溫性能不好，散熱損失較大，這兩個因素造成該臺鍋爐熱效率偏低。另一個造成熱效率偏低的原因是鍋爐的排煙溫度較高，如安裝在首鋼冶金研究院的江西江聯(lián)生產(chǎn)的鍋爐，其測試數(shù)據(jù)見下表表5O2CO熱效率NOX排煙溫度噪聲SO2表面溫度5.9%10mg/Nm374.9%38 mg/Nm3268.260dB059該臺鍋爐的排煙溫度大大超過了工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的200，提高了排煙處煙氣焓，增加了排煙熱損失。2、煙氣中一氧化碳含量本次檢測中共有26臺鍋爐的煙氣中一氧化碳含量超標(biāo)，煙氣中的一氧化碳是由于燃?xì)獠煌耆紵a(chǎn)生的，下表是安裝在北京市民政局房管所由泰山集團(tuán)生產(chǎn)的燃?xì)忮仩t的測試數(shù)據(jù)表6O2CO熱效率NOX排煙溫度噪聲SO2表面溫度0.4%7203mg/Nm3（5759ppm）83.3%122 mg/Nm3157.975dB217 mg/Nm329該臺鍋爐的煙氣中一氧化碳含量折算成過?？諝庀禂?shù)等于1時的含量為7344 mg/Nm3（5871ppm）遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了標(biāo)準(zhǔn)要求，通過式（1）計算出鍋爐的過?？諝庀禂?shù)為1.02。說明造成煙氣超標(biāo)的原因是由于過?？諝饬窟^少，且燃?xì)馀c空氣混合不均勻。此外，煙氣中一氧化碳含量大小，還與爐膛壓力和煙氣流速等因素有關(guān)。3、煙氣中氮氧化物含量本次檢測共有9臺鍋爐煙氣中氮氧化物含量超過指標(biāo)要求。氮氧化物的生成機理比較復(fù)雜，大致可以認(rèn)為是由氮氣與氧氣在高氣溫下生成一氧化氮，一氧化氮與氧氣在高溫下反應(yīng)生成二氧化氮?？梢?，氮氧化物的生成與氧的濃度有關(guān)，也與火焰溫度有關(guān)。減少過?？諝饬?，則氧濃度變小，火焰溫度降低，氮氧化物生成量下降。如果過?？諝饬吭黾?，雖然氧濃度增高有利于氮氧化物的生成，但由于燃燒溫度降低，總的結(jié)果是氮氧化物生成量減少。因此，當(dāng)過?？諝庀禂?shù)為某一值時（與燃?xì)鉄嶂?、燃燒器等因素有關(guān)），氮氧化物的生成量最高，增大或減少過?？諝庀禂?shù)，氮氧化物的生成量都會減少。由此可見，只要是當(dāng)?shù)卦龃蠡驕p少過?？諝饬?，就可以減少氮氧化物的生成，從而降低煙氣中氮氧化物含量。4、二氧化硫煙氣中的二氧化硫是由于燃?xì)庵械牧蚧锱c空氣中的氧氣反應(yīng)而生成的，煙氣中二氧化硫含量的大小主要取決于燃?xì)獬煞葜辛蚧锖康亩嗌?，因此為了降低二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴?，必須對燃?xì)膺M(jìn)行脫硫。也可以采用煙氣中二氧化硫凈化方法，不過這種方法通常用于燃煤鍋爐。由于天然氣在輸送到客戶端時均經(jīng)過脫硫，成份中硫化物的含量較低，即便有鍋爐煙氣中二氧化硫超標(biāo)，也是偶爾的隨機現(xiàn)象，無需對鍋爐進(jìn)行特殊改造處理。5、噪聲本次檢驗燃?xì)忮仩t的噪聲是由機械噪聲、空氣動力性噪聲、傳熱噪聲和燃燒噪聲綜合組成的。其中風(fēng)機運轉(zhuǎn)產(chǎn)生機械噪聲和空氣動力性噪聲，機械噪聲是由固體振動產(chǎn)生的，而空氣動力性噪聲是由于氣體振動產(chǎn)生的，風(fēng)機轉(zhuǎn)動，翼片產(chǎn)生紊流噪聲和渦流噪聲。傳熱噪聲是由于流體加熱或冷卻，液體流動狀態(tài)發(fā)生振動性變化而產(chǎn)生的噪聲，由于這種變化是在密閉容器內(nèi)產(chǎn)生的，故而對外部影響不大。燃燒噪聲是由于氣體進(jìn)行熱量交換，溫度和壓力發(fā)生變化，在空氣動力性噪聲以外附加的噪聲。由此可見，鍋爐噪聲主要包括機械噪聲、空氣動力性噪聲和燃燒噪聲，前兩項噪聲是由風(fēng)機造成的，降低噪聲，除了在風(fēng)機的出口管和入口管加裝消聲器外，就是選用性能良好的燃燒機。燃燒噪聲則與燃燒機和爐膛結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常通過改善燃燒機燃燒狀態(tài)來降低燃燒噪聲。6、表面溫度由于爐膛內(nèi)各部位的溫度不同，所以爐體各部位的表面溫度也不一樣，表面溫度不僅與燃燒溫度有關(guān)，也與保溫層的材質(zhì)、厚度有關(guān)。表面溫度過高，爐體散熱損失加大，熱效率降低。本次檢測是在相對標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)下進(jìn)行的，與鍋爐實際運行狀況有差異，如在檢測的比例調(diào)節(jié)控制的鍋爐中，檢測鍋爐是將熱功率調(diào)節(jié)到最大時進(jìn)行的，在鍋爐實際運行過程中，為保證出水溫度恒定，熱功率會隨著回水溫度而變化，一般燃燒機的風(fēng)機是不會隨著熱功率的變化而變化，因此當(dāng)熱功率降低時，過?？諝庀禂?shù)加大，熱效率降低。并且隨著熱功率的變化，煙氣成分、排煙溫度、表面溫度都會發(fā)生相應(yīng)的變化。還有就是，表面溫度的測量，是選擇溫度較高的測點，而不是爐體平均溫度。通過以上分析我們可以看出，調(diào)整好鍋爐的運行狀態(tài)是至關(guān)重要的。以上各項技術(shù)指標(biāo)或多或少都與過?？諝饬坑嘘P(guān)，這就要求鍋爐廠家加強對技術(shù)人員的培訓(xùn)，針對各自的鍋爐，提出適當(dāng)?shù)倪^?？諝庀禂?shù)，在初調(diào)鍋爐時，不是單單憑借技術(shù)人員的感官經(jīng)驗，而是通過儀器對燃?xì)忮仩t進(jìn)行調(diào)整，這種活動不僅僅是初調(diào)時進(jìn)行，還應(yīng)定期檢查，使鍋爐始終運行在良好的狀態(tài)中。維護(hù)人員應(yīng)定期檢查鍋爐系統(tǒng)，清洗鍋爐受熱面的煙炱和水垢，維持鍋爐良好的傳熱性能。對于大功率鍋爐，除了要求具有比例調(diào)節(jié)功能外，還可以考慮加裝一些新型的安全節(jié)能裝置，提高產(chǎn)品的安全性能和節(jié)能效果，如可以加裝自動控氧裝置，該裝置通過變頻風(fēng)機送風(fēng)，風(fēng)量可隨煙氣中氧含量的變化而變化，使過?？諝庀禂?shù)保持穩(wěn)定，提高了鍋爐系統(tǒng)的熱效率。增加這些裝置會提高產(chǎn)品的成本，但從長期的效果看，還是比較經(jīng)濟(jì)的。通過本次鍋爐檢測活動，我們提出以下計劃和建議：1、本次檢驗活動的時間過于緊促，從2月16日開始到3月15日結(jié)束，20個工作日，共檢測鍋爐150臺，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定燃?xì)忮仩t在穩(wěn)定1h后的正式試驗時間應(yīng)不少于2h，因此，在下個采暖季應(yīng)把檢測時間拉開，充分保證鍋爐的檢測時間，最好能安排在采暖季初期開始檢驗。2、在新建的鍋爐房中因增加一些顯示儀表，如供回水溫度儀表，壓力儀表等，使測試活動能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。3、應(yīng)經(jīng)常燃?xì)鈱﹀仩t進(jìn)行階段性的抽樣檢驗，抽樣范圍應(yīng)具有代表性，抽樣比例應(yīng)保持在30%左右，這樣可以隨時對所售燃?xì)忮仩t進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，抽樣檢測機構(gòu)應(yīng)具有第三方公正地位。四、經(jīng)驗總結(jié)世環(huán)節(jié)天利用世行貸款在北京實施的鍋爐煤改氣工程，已陸續(xù)改造了350臺左右。燃煤鍋爐與燃?xì)忮仩t相比，熱效率低，排煙污染嚴(yán)重，是北京大氣污染的重要源頭之一。同時，供暖鍋爐房一般都設(shè)置在市區(qū)，燃煤鍋爐房需要堆放煤塊，占地面積較大，燃煤的堆放、運輸，煤渣的傾瀉也會對環(huán)境