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文檔簡介

1、燃氣鍋爐現(xiàn)場檢測報告一、檢測背景、目的為配合北京市燃氣置換工程及環(huán)保工程,北京世環(huán)節(jié)天能源技術開發(fā) 有限責任公司(以下簡稱世環(huán)節(jié)天)從 2000 年開始利用世行貸款大力推 廣燃氣鍋爐的改造和應用,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)天委托北京市燃氣及燃氣用具產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢 驗站對已安裝運行的 150 臺鍋爐進行效率、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、維修建議,改進燃氣鍋爐評估招標 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)天委托北京市燃氣及燃氣用具

2、產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督 檢驗站進行的,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)天的工程師負責安排檢 測計劃,組織檢測活動, 檢測工程師則負責燃氣鍋爐的檢驗和數(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 測燃氣鍋爐 150 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 型熱效率分析儀進行煙氣成分的采集和鍋爐熱效率的測算,該儀

3、器可以檢測出煙氣中 O2(025%)、NO( 01000ppm)、NO2(01000ppm)、C0(010000ppm)、C02(020%)、S02(05000ppm)排煙溫度(01100C)、 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(01100C)測試爐體表面溫度。由于檢測活動應在供暖期結(jié)束前完成,因此選派了四名較有經(jīng)驗的檢 測工程師進行檢驗,數(shù)據(jù)的采集、換算嚴格按照標準要求,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)進行處理換算,并根據(jù)實際情況的需要,調(diào)整

4、第二天的檢 驗方案。本次檢測活動中,各項檢驗均在管網(wǎng)運行壓力下進行,運行噪聲是在 距燃燒機 1m 與燃燒機等高的位置進行測試,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氣鍋爐 150 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,包括燃氣鍋爐的熱效率、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功 能,如:供氣前吹

5、掃時間、點火不成功自動斷氣功能、燃氣檢漏功能、超 溫、超壓、風壓、缺水、缺燃料等保護功能以及設備過電流保護功能等。 鍋爐檢測指標見下表:表2檢驗項目指標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< 300mg/Nm32002指標< 10mg/Nm3煙氣中NOx2001指標< 300mg/Nm32002指標< 100mg/Nm3煙氣中SO2< 50mg/Nm3黑度1級運行噪聲< 70dB表面溫度< 42 C安全裝置供氣前吹掃時間、點火不成功自動切 斷燃氣、燃氣檢漏、超溫、超壓、風 壓、缺水、缺燃料等保護功能、設備 過

6、電流保護功能目前我國現(xiàn)行的燃氣鍋爐標準有 GB 13271-2001鍋爐大氣污染物排放標準、GB/T 10820-2002生活鍋爐熱效率及熱工試驗方法及 GB/T10180-2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程。前兩個標準規(guī)定了燃氣鍋爐熱效率和煙氣排放指標,其指標要求見下表:表3檢驗項目指標要求熱效率V0.35MW> 84%0.35W N< 0.7MW> 86%>0.7MW> 88%黑度1級SO2< 100mg/Nm3NOx< 400mg/Nm3對比表2和表3可以看出,本次鍋爐檢測指標要高于現(xiàn)行國家標準的要求。在 GB/T 10180-2003工業(yè)鍋爐熱工

7、性能試驗規(guī)程標準中,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準規(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準計算得到的熱效 率有偏差,其偏差范圍在 2%以內(nèi),可以認為兩者結(jié)果在合理的偏差范圍 之內(nèi)。通過對以上項目的檢測,主要性能指標見下圖: 對所檢驗燃氣鍋爐的數(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%, 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

8、:mg/m3 mg/m3, 排煙溫度為:CC。此外,所檢鍋爐的表面溫度在C C之間,噪聲在dB-dB 之間,煙氣黑度均小于 1。在所檢的 150 臺燃氣鍋爐中,熱效率指標都達不到 90%,其中熱效率 80%勺鍋爐有35臺,占總數(shù)的23.3%,煙氣中CO含量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42C的鍋爐有45 臺, 占總數(shù)的 30%。造成以上不合格指標的原因,固然有燃燒機質(zhì)量、鍋爐爐 體設

9、計不合理、使用維護不當?shù)仍?也有鍋爐廠商技術人員調(diào)試不當?shù)?原因。由于燃氣鍋爐燃燒的復雜性,造成上述指標不合格的原因,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,1毫米 水垢的熱阻相當于40毫米鋼板的熱阻。還有就是廠家技術服務人員未能將鍋爐調(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公司的藍博基尼鍋爐為例,它的測試數(shù)據(jù)見下表表4QCO熱效率

10、NQ排煙溫度噪聲SO表面溫度14%393mg/Nm67.3%327 mg/Nm163C80dB087 C通過下式可計算出該臺鍋爐運行時的過??諝庀禂?shù)a=21 ' ( 1)O o21-79T -100-(RO2 O2)式中:a 過剩空氣系數(shù);O2一煙氣中氧含量%;RO2一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,控制過剩空氣系數(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,過小會使燃氣燃燒不充分,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?/p>

11、說過剩空氣系數(shù)的大小直接影響燃氣鍋爐的熱工性能,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)測方法標準中規(guī)定過??諝庀禂?shù)應不大 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5QCO熱效率NQ排煙溫度噪聲SO表面溫度5.9%310mg/Nm74.9%338 mg/Nm268.2 &#

12、176;C60dB059 C該臺鍋爐的排煙溫度大大超過了工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法標準中規(guī) 定的200C,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,煙氣中的一氧化碳是由于燃氣不完全燃燒產(chǎn)生的,下表是安裝在北京市民政局房管所由泰山集團生產(chǎn)的燃氣鍋爐的測試數(shù)據(jù)表6QCO熱效率NO排煙溫度噪聲SO表面溫度0.4%7203mg/Nm83.3%122157.9 C75dB21729 C(5759ppmmg/Nrmmg/Nrn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/Nml( 5871ppn)遠遠超過了標準要

13、求,通過式(1)計算出鍋 爐的過??諝庀禂?shù)為1.02。說明造成煙氣超標的原因是由于過??諝饬窟^ 少,且燃氣與空氣混合不均勻。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。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要求。氮氧化物 的生成機理比較復雜,大致可以認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生成二氧化氮。可見,氮氧化物的生 成與氧的濃度有關,也與火焰溫度有關。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??諝饬吭黾樱m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

14、化物 生成量減少。因此,當過剩空氣系數(shù)為某一值時(與燃氣熱值、燃燒器等 因素有關),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?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氣中的硫化物與空氣中的氧氣反應而生 成的,煙氣中二氧化硫含量的大小主要取決于燃氣成份中硫化物含量的多 少,因此為了降低二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴荆仨殞θ細膺M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

15、二氧化硫超標,也是偶爾的隨機現(xiàn)象,無需對鍋爐進行特殊改造 處理。5、噪聲本次檢驗燃氣鍋爐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

16、風機造成的,降低噪聲,除了在風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, 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,也與保溫層的材質(zhì)、厚度有關。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準的狀態(tài)下進行的,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,一般燃燒機的風機是不會隨著熱功率的變化而變化,

17、因 此當熱功率降低時,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)是至關重要的。 以上各項技術指標或多或少都與過??諝饬坑嘘P,這就要求鍋爐廠家加強 對技術人員的培訓,針對各自的鍋爐,提出適當?shù)倪^??諝庀禂?shù),在初調(diào) 鍋爐時,不是單單憑借技術人員的感官經(jīng)驗,而是通過儀器對燃氣鍋爐進 行調(diào)整,這種活動不僅僅是初調(diào)時進行,還應定期檢查,使鍋爐始終運行 在良好的狀態(tài)中。維護人員應定期檢查鍋爐系統(tǒng),清洗鍋爐受熱面的煙炱 和水垢,維持鍋

18、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,該裝置通過變頻風機送風, 風量可隨煙氣中氧含量的變化而變化,使過剩空氣系數(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,標準中規(guī)定燃氣鍋爐在穩(wěn)定 1h 后 的正式試驗時間應不少于2h,因此,在下個采暖季應把檢測時間拉開,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準的要求3、應經(jīng)常燃氣對鍋爐進行階段性的抽樣檢驗,抽樣范圍應具有代表 性,抽樣比例應保持在 30%左右,這樣可以隨時對所售燃氣鍋爐進行質(zhì)量 監(jiān)控,

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