工業(yè)爐節(jié)能.doc

工業(yè)爐節(jié)能1. 工業(yè)爐能源消耗狀況 工業(yè)爐是工業(yè)生產(chǎn)部門的主要耗能設(shè)備，根據(jù)對(duì)冶金(含鋼鐵及有色金屬毛業(yè))、建筑材料、輕工.業(yè)、化學(xué)工業(yè)(含石油化工)、機(jī)械電子工業(yè)(含航空、船舶、鐵道)等耗能部門工業(yè)爐數(shù)最和能源耗址的統(tǒng)計(jì)，1983年全國縣以工業(yè)企業(yè)的工業(yè)爐總臺(tái)數(shù)為11.3萬臺(tái)，年總耗能1.62億t標(biāo)準(zhǔn)煤，占當(dāng)時(shí)全國能源總量的24.7%。各行業(yè)工業(yè)爐數(shù)繁和耗能情況見表1一9.不同類塑工業(yè)爐的耗能情況見表1一10。表1-9 各行業(yè)工業(yè)爐數(shù)f和耗能情況表1-10各類工業(yè)爐耗能情況在全國_1幾業(yè)爐年總耗能獄1.62億噸標(biāo)準(zhǔn)煤中，固體燃料占71.56%(其中焦炭為14.37%，煤為57.19%).燃料油占13.30%.煤氣占6.37%，電能占7.90%,其它燃料占0.87%，說明我國用于工業(yè)爐的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主的。 某些工業(yè)爐的單位能耗數(shù)據(jù)及其與國外耗能水平的比較見表1-11.表1-11 某些工業(yè)爐單位耗能數(shù)據(jù)2工業(yè)爐能耗分等及節(jié)能計(jì)算 由表1-11所列數(shù)據(jù)可以看出，我國主要工業(yè)爐先進(jìn)水平的單位能耗指標(biāo)已接近或超過閑外先進(jìn)國家的平均水平，但先進(jìn)和落后指標(biāo)差距較人，說明我國工業(yè)爐節(jié)能能潛力很大。開展節(jié)能工作不是消極地減少能源供給量.而是要求生產(chǎn)部門允分利用能源潛力。以最少的能源消耗獲得最大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能工作的主要內(nèi)容包括直接節(jié)能與間接節(jié)能兩個(gè)方面，直接節(jié)是指通過提高爐子能源利用率、降低產(chǎn)品單耗，從而直接減少能源消耗量;間接節(jié)能則是通過降低原材料消耗、減少廢品率、延長設(shè)備使用壽命等途徑而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。2.1 工業(yè)爐能耗分等制定工業(yè)爐能耗分等標(biāo)準(zhǔn)是開展工業(yè)爐晉等升級(jí)工作的依據(jù)。通過晉等升級(jí)工作可以推動(dòng)工業(yè)爐技術(shù)改造的進(jìn)程。同時(shí)也促進(jìn)了工業(yè)爐管理與操作水平的提高。2.1.1可比單位能耗計(jì)算.可比單位能耗，簡稱可比單耗、是劃分工業(yè)爐能耗等級(jí)的耗能量控制數(shù)據(jù)，按可比能耗大小將工業(yè)爐分為特等、一等、二等、三等四個(gè)等級(jí)。特等爐要求其可比能耗數(shù)據(jù)達(dá)到或接近國外先進(jìn)水平;一等爐為國內(nèi)先進(jìn)水平;二等爐為國內(nèi)平均先進(jìn)水平;三等爐略高于國內(nèi)平均水平。達(dá)不到三等爐能耗數(shù)據(jù)的為不合格爐，要限期改造。 典刑工業(yè)爐的可比單耗bk計(jì)算式如下1. 鍛造加熱爐表1-12各類鍛件復(fù)雜系數(shù)K1值表1-13鍛件材質(zhì)系數(shù)K2值2. 熱處理爐式中 B-單臺(tái)熱處理爐在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)燃料消耗量 (kg或Nm3 ); a-燃料燃值系數(shù)，對(duì)于煤a=0.86，對(duì)于 燃料油a=1，對(duì)于發(fā)生爐煤氣a= 0.95-1，對(duì)于天然氣a=1，對(duì)于焦?fàn)t 煤氣和城市煤氣a=1.14; G 單臺(tái)熱處理護(hù)在統(tǒng)計(jì)期內(nèi)某種熱處理件的合格重量(t);K1 -某種熱處理件工藝對(duì)應(yīng)系數(shù)，見表1-14;K2某種熱處理件工件尺寸對(duì)應(yīng)系數(shù)， 工件尺寸300-450mm時(shí)，K2=0.2; 工件尺寸450-600mm時(shí)，K2=0.5; 件尺寸600-800mm時(shí).K2= 1; 工件尺寸800-1000mm時(shí)，K2=2.5; 工件尺寸1000mm時(shí)，K2 =3.3. 沖天爐4. 煉鋼平爐能耗分等(ZBJO1 002-87)2.2節(jié)能投資回收期計(jì)算及效果分析2.2.1能投資回收期投資回收期是指實(shí)施的節(jié)能設(shè)備投入生產(chǎn)所取得的經(jīng)濟(jì)效益用以回收投資費(fèi)用所需的期限。 工業(yè)爐的節(jié)能投資不僅在節(jié)約能源方面產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，而且還能在提高產(chǎn)品質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境方面產(chǎn)生綜合效益。設(shè)節(jié)能設(shè)備的投資額為T，年節(jié)約能源費(fèi)為S,增加的維修、運(yùn)行附加費(fèi)為C,則投資回收期n(a)為2.2.2標(biāo)準(zhǔn)投資回收期用投資回收期評(píng)價(jià)節(jié)能方案時(shí)，應(yīng)把節(jié)能投資的回收期與國家或部門規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)投資回收期nb進(jìn)行比較。當(dāng)nnb時(shí)，則認(rèn)為是不可取的.因此，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能回收期是判斷節(jié)能投資方案是否可行的依據(jù).但目前尚未制訂有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能回收期。不同的節(jié)能項(xiàng)目，山于本身的條件不同，如不同的投資額、不同的使用期限和不同的裝備水平等，其標(biāo)準(zhǔn)投資回收期是不同的。即使如此，為了合理使用投資，仍應(yīng)制訂各種條件下的標(biāo)準(zhǔn)投資回收期。2.2.3 投資回收期計(jì)算1.投資回收率的計(jì)算設(shè)節(jié)能投資額為T，年利率為i，年節(jié)約能源費(fèi)為S，假定無附加費(fèi)用，若n年回收全部投資，則一年后未回收的費(fèi)川=T(1十i)-S戈年后未回收的費(fèi)用=(T(1+i)一Sl(1+i)一S =T(1+i)2一S(1+i)一S若n年回收全部費(fèi)用，則T(1+i)n一S(1+i)n-1一S (1+i )n-2.-S=0整理后，得投資回收率山上式知，當(dāng)投資額T為定數(shù)，年節(jié)能費(fèi)S越大，則投資回收率越高;年利率i越低，則投資回收期n越短。 不同年利率i,不同投資回收期n的投資回收率計(jì)算值見表1-19. 2.投資回收期計(jì)算舉例 一臺(tái)1.972mX2.146rn室式加熱爐，燃料油消耗量為95kg/h，增設(shè)空氣預(yù)熱器后。預(yù)計(jì)燃料節(jié)約率為20%，設(shè)備投資費(fèi)2萬元，分析其投資效果。 解:假定爐子每年工作3600h,燃料油價(jià)格0.21元/kg.則每年燃料油節(jié)約費(fèi)為S=95X0.2 X 3600 X 0.21=14364元計(jì)算得投資回收期n=1.57年。 頂熱器使用壽命一般達(dá)3-5年，因此預(yù)熱器的標(biāo)準(zhǔn)投資回收期nb可定為3年。據(jù)以上計(jì)算結(jié)果nnb，故預(yù)熱器的投資效果是好的。3 最高節(jié)能投資限額Tmax計(jì)算在燃料節(jié)約率不變情況下，已知年節(jié)能費(fèi)S和在燃料節(jié)約率不變情況下，已知年節(jié)能費(fèi)S和標(biāo)準(zhǔn)投資回收期nb，可按下式求得最高節(jié)能投資限額為：以下題為例:nh=3，i=10%，由表1一19得投資回收率e=0.402,則最高節(jié)能投資限額當(dāng)投資額超過上述計(jì)算值，則增設(shè)預(yù)熱器的節(jié)能方案不成立。2.2.4 節(jié)能效果分析 在考慮工業(yè)爐節(jié)能方案及分析其n能效果時(shí)。應(yīng)注意以下幾種情況。 I )任何一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)均有其適宜的使用條件，例如采用耐火纖維爐襯，由于材料的比熱容小，熱導(dǎo)率低，所以爐襯的蓄熱量少，促使?fàn)t子升溫速度加快。所以選用耐火纖維爐襯適用一班或二班操作的爐型，即間斷式爐。用于這種爐型其升溫階段的節(jié)能效果尤為明顯。如用于連續(xù)式爐，由于爐子長期處于穩(wěn)定態(tài)傳熱過程，蓄熱量損失可以不計(jì)，采用耐火纖維爐襯的節(jié)能效果并不顯著。2)選擇節(jié)能方案時(shí)，除注意節(jié)能效果外還要考慮技術(shù)效能。例如，余熱利用方案可以選擇預(yù)熱空氣或煤氣、預(yù)熱爐料、設(shè)置余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽三種方案，在三種方案中應(yīng)優(yōu)先考慮頂熱空氣或煤氣，這樣可將余熱直接用于爐內(nèi)熱交換過程，尤其當(dāng)燃用低熱值燃料且難以達(dá)到需要的爐溫時(shí)，預(yù)熱空氣或煤氣后可以強(qiáng)化燃燒，通過提高爐溫、加快升溫速度、提高爐子生產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)節(jié)能。預(yù)熱護(hù)料可將煙氣的部分余熱直接為被加熱護(hù)料所吸收，通過提高燃料的熱量利用率實(shí)現(xiàn)節(jié)能。采用余熱鍋爐雖然也是回收煙氣余熱的一種措施，但所回收的熱量不能用于提高爐子的熱工性能，而且節(jié)能效果不如采用預(yù)熱器。例如同樣從煙氣中回收2900kJ熱量，這些熱量用于余熱鍋爐只能產(chǎn)生1kg蒸汽，而用于預(yù)熱空氣時(shí)則可省下約5800kJ熱量，把這些熱量用于余熱鍋爐則可發(fā)生1. 6kg蒸汽。余熱鍋?zhàn)o(hù)是屬于工業(yè)爐休系之外的一種余熱利用措施。3)為了提高節(jié)能效果，當(dāng)采用多種節(jié)能技術(shù)時(shí)要注意其相互間的合理匹配。例如，改善絕熱措施必須配合以余熱回收措施和爐內(nèi)熱量利用措施，否則改善絕熱措施所得效果將部分地為煙氣帶走熱量的增多所抵消。同樣，采用爐壓控制技術(shù)必須與提高爐子密封性能相配合。4) 工業(yè)爐的節(jié)能效果與節(jié)能改造前爐子的原始能源利用水平有關(guān)。原始利用水平越低，采用節(jié)能技術(shù)后的