工業(yè)鍋(窯)爐節(jié)能原理與技術(shù)-教學(xué)版

1、第八講：第八講：工業(yè)鍋（窯）爐的節(jié)能理論與技術(shù)工業(yè)鍋（窯）爐的節(jié)能理論與技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering1 1 工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐 鍋爐：鍋爐：是將燃料的化學(xué)熱轉(zhuǎn)變成熱能，又將是將燃料的化學(xué)熱轉(zhuǎn)變成熱能，又將熱能傳遞給水，生產(chǎn)一定溫度和壓力的蒸汽熱能傳遞給水，生產(chǎn)一定溫度和壓力的蒸汽或熱水的設(shè)備?；驘崴脑O(shè)備。工業(yè)鍋爐：工業(yè)鍋爐：為工礦企業(yè)提供蒸汽或熱水以滿為工礦企業(yè)提供蒸汽或熱水以滿足生產(chǎn)工藝、動(dòng)力以及采暖等需要的鍋爐。足生產(chǎn)工藝、動(dòng)力以及采暖等需要的鍋爐。 一、工業(yè)鍋（窯）爐的概念與特點(diǎn)一、工業(yè)鍋（窯）爐的概

2、念與特點(diǎn)概念概念典型小型燃?xì)夤I(yè)鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖典型小型燃?xì)夤I(yè)鍋爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖典型大型工業(yè)鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖典型大型工業(yè)鍋爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖工業(yè)鍋爐裸爐結(jié)構(gòu)圖工業(yè)鍋爐裸爐結(jié)構(gòu)圖能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineeringl按燃燒設(shè)備：按燃燒設(shè)備：手燒爐、鏈條爐排、振動(dòng)爐排、往復(fù)手燒爐、鏈條爐排、振動(dòng)爐排、往復(fù)式推動(dòng)爐排、配有拋煤機(jī)的燃燒方式、沸騰爐和煤式推動(dòng)爐排、配有拋煤機(jī)的燃燒方式、沸騰爐和煤粉爐。粉爐。l按本體結(jié)構(gòu)：按本體結(jié)構(gòu)：火管鍋爐（包括煙管鍋爐）、水管鍋火管鍋爐（包括煙管鍋爐）、水管鍋爐、快裝鍋爐、熱水鍋爐、

3、廢熱鍋爐等。爐、快裝鍋爐、熱水鍋爐、廢熱鍋爐等。工業(yè)鍋爐的種類工業(yè)鍋爐的種類能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering工業(yè)爐窯：工業(yè)爐窯：將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能，將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能，對(duì)工件或物料進(jìn)行熔煉、加熱、烘干、燒結(jié)、裂解和蒸餾等對(duì)工件或物料進(jìn)行熔煉、加熱、烘干、燒結(jié)、裂解和蒸餾等的熱工設(shè)備。的熱工設(shè)備。爐窯組成：爐窯組成：工業(yè)爐窯主要由爐襯、爐架、供熱裝置（如燃燒裝置、電工業(yè)爐窯主要由爐襯、爐架、供熱裝置（如燃燒裝置、電加熱元件）、預(yù)熱器、爐前管道、排煙系統(tǒng)、爐用機(jī)械等部分組成。加熱

4、元件）、預(yù)熱器、爐前管道、排煙系統(tǒng)、爐用機(jī)械等部分組成。 通常將通常將熔煉和加熱金屬熔煉和加熱金屬的裝置常常稱為的裝置常常稱為爐爐，而，而熔熔化和加熱非金屬化和加熱非金屬的裝置往往稱為的裝置往往稱為窯或窯爐窯或窯爐。2 2 工業(yè)爐窯工業(yè)爐窯典型加熱爐的外部結(jié)構(gòu)圖典型加熱爐的外部結(jié)構(gòu)圖典型加熱爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖典型加熱爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineeringl按工作溫度：按工作溫度：高溫窯爐、中溫窯爐和低溫窯爐。高溫窯爐、中溫窯爐和低溫窯爐。l按燃用燃料：按燃用燃料：煤窯、油窯、天然氣窯爐、煤氣窯爐、電窯等。煤窯、

5、油窯、天然氣窯爐、煤氣窯爐、電窯等。l按工藝特征：按工藝特征：金屬冶煉爐、熱處理爐、加熱爐、蒸餾爐、水泥窯、玻璃金屬冶煉爐、熱處理爐、加熱爐、蒸餾爐、水泥窯、玻璃窯、陶瓷窯、石灰窯、玻纖窯等。窯、陶瓷窯、石灰窯、玻纖窯等。l按結(jié)構(gòu)特征：按結(jié)構(gòu)特征：隧道窯、臺(tái)車窯、室式窯、網(wǎng)帶爐、推板窯、推桿窯、井隧道窯、臺(tái)車窯、室式窯、網(wǎng)帶爐、推板窯、推桿窯、井式爐、環(huán)形爐、立窯、輥道窯、梭式窯、鐘罩爐、池爐、坩堝爐等。式爐、環(huán)形爐、立窯、輥道窯、梭式窯、鐘罩爐、池爐、坩堝爐等。l按爐內(nèi)氣份：按爐內(nèi)氣份：真空窯爐、氫氣窯爐、氮?dú)飧G爐、氫氮混合氣體窯爐等。真空窯爐、氫氣窯爐、氮?dú)飧G爐、氫氮混合氣體窯爐等。工業(yè)爐

6、窯的種類工業(yè)爐窯的種類3 3 鍋爐與窯爐的主要差別鍋爐與窯爐的主要差別項(xiàng)目指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐工業(yè)爐窯工業(yè)爐窯加熱對(duì)象加熱對(duì)象水、蒸汽水、蒸汽金屬或非金屬制品金屬或非金屬制品爐膛內(nèi)襯爐膛內(nèi)襯水冷管水冷管耐火隔熱材料耐火隔熱材料（有節(jié)能空間）（有節(jié)能空間）爐墻外壁溫爐墻外壁溫5050 5050（有節(jié)能空間）（有節(jié)能空間）爐內(nèi)溫度控制爐內(nèi)溫度控制要求要求不甚嚴(yán)格不甚嚴(yán)格有嚴(yán)格要求有嚴(yán)格要求排煙溫度排煙溫度120120 200200 （有較大節(jié)能空間）（有較大節(jié)能空間）產(chǎn)品出爐（窯產(chǎn)品出爐（窯）熱損失）熱損失無無較大較大（有余熱利用空間）（有余熱利用空間）最終產(chǎn)品最終產(chǎn)品熱水或蒸汽熱水或蒸汽

7、加熱或熔煉后的金屬或非金屬制品加熱或熔煉后的金屬或非金屬制品能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineeringl工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐占我國(guó)煤炭消耗的占我國(guó)煤炭消耗的26.03%。工業(yè)鍋爐耗能概況工業(yè)鍋爐耗能概況1 1 能源消耗量大能源消耗量大 燃煤工業(yè)鍋爐燃煤工業(yè)鍋爐占工業(yè)鍋爐總量的占工業(yè)鍋爐總量的80%80%以上，以上，燃油氣鍋爐燃油氣鍋爐占占15%15%，電加熱鍋爐電加熱鍋爐占占1%1%左右，其余的是以沼氣、黑液、生物質(zhì)等為燃料左右，其余的是以沼氣、黑液、生物質(zhì)等為燃料的鍋爐。的鍋爐。 全國(guó)目前約有全國(guó)目前約有 50 50 余萬(wàn)臺(tái)燃

8、煤工業(yè)鍋爐余萬(wàn)臺(tái)燃煤工業(yè)鍋爐，約，約 180 180 萬(wàn)蒸噸萬(wàn)蒸噸 / / 小時(shí)。以層燃工業(yè)鍋爐（小時(shí)。以層燃工業(yè)鍋爐（鏈條鍋爐占總量鏈條鍋爐占總量 60% 60% 以上以上）為主，量）為主，量大面廣。大面廣。耗煤量約占全國(guó)年耗煤總量的耗煤量約占全國(guó)年耗煤總量的 1/3 1/3。二、工業(yè)鍋（窯）爐能耗現(xiàn)狀二、工業(yè)鍋（窯）爐能耗現(xiàn)狀能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineeringl工業(yè)爐窯：工業(yè)爐窯：約占整個(gè)企業(yè)耗能量的約占整個(gè)企業(yè)耗能量的10-70%；l電子工業(yè)爐窯：電子工業(yè)爐窯：約占電子行業(yè)耗能量的約占電子行業(yè)耗能量的30%；l

9、陶瓷玻璃爐窯：陶瓷玻璃爐窯：約占行業(yè)總耗能量約占行業(yè)總耗能量50-80 %。l水泥窯：水泥窯：約占建材行業(yè)耗能量的約占建材行業(yè)耗能量的57%，占全國(guó)能源消占全國(guó)能源消耗總量的耗總量的5%。工業(yè)窯爐耗能概況工業(yè)窯爐耗能概況能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐 當(dāng)前工業(yè)鍋爐當(dāng)前工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率約平均運(yùn)行效率約60%60%65%65%，比國(guó)外先進(jìn)水平低比國(guó)外先進(jìn)水平低151520%20%。工業(yè)窯爐工業(yè)窯爐 工業(yè)窯爐能源利用率低，工業(yè)窯爐能源利用率低，平均熱效率平均熱效率30%30%。沖天爐平均熱效率沖天爐

10、平均熱效率42%42%，工業(yè)電工業(yè)電爐的熱效率爐的熱效率30%30%；水泥窯平均能耗水泥窯平均能耗比國(guó)外比國(guó)外先進(jìn)水平低先進(jìn)水平低20%20%以上，以上，鋼鐵工業(yè)能耗鋼鐵工業(yè)能耗比國(guó)外比國(guó)外先進(jìn)水平低先進(jìn)水平低50%50%以上。以上。效率低、與先進(jìn)水平差距較大效率低、與先進(jìn)水平差距較大能耗現(xiàn)狀能耗現(xiàn)狀2 2 爐窯本體平均熱利用效率較低爐窯本體平均熱利用效率較低能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering 單臺(tái)鍋爐容量小，設(shè)備陳舊老化單臺(tái)鍋爐容量小，設(shè)備陳舊老化 平均負(fù)荷低，平均負(fù)荷低，“大馬拉小車大馬拉小車”現(xiàn)象突出現(xiàn)象突出

11、自動(dòng)控制水平低，燃燒設(shè)備和輔機(jī)質(zhì)量不高自動(dòng)控制水平低，燃燒設(shè)備和輔機(jī)質(zhì)量不高 工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐工業(yè)窯爐工業(yè)窯爐 技術(shù)水平低，裝備陳舊落后技術(shù)水平低，裝備陳舊落后 規(guī)模小、能耗高規(guī)模小、能耗高 運(yùn)行管理水平低，缺乏污染控制措施運(yùn)行管理水平低，缺乏污染控制措施 能耗現(xiàn)狀能耗現(xiàn)狀3 3 配套設(shè)施及輔助設(shè)備能效水平低配套設(shè)施及輔助設(shè)備能效水平低能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering（1 1）鍋爐效率）鍋爐效率各類工業(yè)燃煤鍋爐平均熱效率各類工業(yè)燃油（氣）鍋爐平均熱效率20t/h及以下工業(yè)燃煤及以下工業(yè)燃煤鍋爐加權(quán)平均熱效率鍋爐加權(quán)

12、平均熱效率為為68.72%20t/h及以下工業(yè)燃油及以下工業(yè)燃油(氣氣)鍋爐加權(quán)平均熱效鍋爐加權(quán)平均熱效率為率為82.61%量大面廣量大面廣燃燒效率不達(dá)標(biāo)燃燒效率不達(dá)標(biāo)節(jié)能潛力巨大節(jié)能潛力巨大1.工業(yè)鍋爐工業(yè)鍋爐三、工業(yè)鍋（窯）爐的能效與節(jié)能原理三、工業(yè)鍋（窯）爐的能效與節(jié)能原理 工業(yè)鍋爐及爐窯能源轉(zhuǎn)換利用的特點(diǎn)工業(yè)鍋爐及爐窯能源轉(zhuǎn)換利用的特點(diǎn)工業(yè)工業(yè)鍋爐鍋爐燃料燃料(qr)空氣空氣水水蒸汽、水蒸汽、水（q1)煙氣煙氣(q2, q3)灰渣灰渣（q4,q6)q5工業(yè)爐工業(yè)爐（窯）（窯）燃料燃料(qr)空氣空氣物料物料煙氣煙氣（q2, q3)產(chǎn)品產(chǎn)品(q6)灰渣灰渣（q4,q6)q5(1)鍋爐及爐

13、窯本體節(jié)能原理鍋爐及爐窯本體節(jié)能原理工業(yè)鍋爐的能量平衡原理示意圖工業(yè)鍋爐的能量平衡原理示意圖工業(yè)爐窯的能量平衡原理示意圖工業(yè)爐窯的能量平衡原理示意圖工業(yè)工業(yè)鍋爐鍋爐燃料燃料(qr)空氣空氣水水蒸汽、水蒸汽、水（q1)煙氣煙氣(q2, q3)灰渣灰渣（q4,q6)q5對(duì)于工業(yè)鍋爐：對(duì)于工業(yè)鍋爐：工業(yè)工業(yè)鍋爐鍋爐本體節(jié)能的原理與思路本體節(jié)能的原理與思路當(dāng)當(dāng)Qr一定時(shí)，欲提高鍋爐的熱效率一定時(shí)，欲提高鍋爐的熱效率 提高提高Q1的份額。的份額。要提高要提高Q1的份額的份額 減少減少Q(mào)2Q6的份額。的份額。 Q2：降低排煙溫度。降低排煙溫度。Q3：提高可燃?xì)怏w成分的燃燒效率。提高可燃?xì)怏w成分的燃燒效率。

14、 Q4：提高固定碳的燃燒效率。提高固定碳的燃燒效率。Q5：減少爐體的散熱損失。減少爐體的散熱損失。Q6：減少離開爐膛的灰渣或物料帶走的熱損失。減少離開爐膛的灰渣或物料帶走的熱損失。工業(yè)工業(yè)爐窯爐窯本體節(jié)能的原理與思路本體節(jié)能的原理與思路工業(yè)爐工業(yè)爐（窯）（窯）燃料燃料(qr)空氣空氣物料物料煙氣煙氣（q2, q3)產(chǎn)品產(chǎn)品(q6)灰渣灰渣（q4,q6)q5Q2：降低排煙溫度。降低排煙溫度。Q3：提高可燃?xì)怏w成分的提高可燃?xì)怏w成分的 燃燒效率。燃燒效率。 Q4：提高固定碳的燃燒效率。提高固定碳的燃燒效率。Q5：減少爐體的散熱損失。減少爐體的散熱損失。Q6：減少離開爐膛的灰渣減少離開爐膛的灰渣 或

15、或物料帶走的熱損失物料帶走的熱損失。與工業(yè)鍋爐不同，工業(yè)爐窯不產(chǎn)生熱水或蒸汽（與工業(yè)鍋爐不同，工業(yè)爐窯不產(chǎn)生熱水或蒸汽（Q1），只加），只加熱物料或工件，因此，為降低能量損耗，應(yīng)特別注意降低熱物料或工件，因此，為降低能量損耗，應(yīng)特別注意降低Q2、 Q6 、Q5。l燃料燃燒環(huán)節(jié)：降低燃料燃燒環(huán)節(jié)：降低Q3 、Q4把握工業(yè)鍋爐及爐窯本體節(jié)能的三個(gè)環(huán)節(jié)把握工業(yè)鍋爐及爐窯本體節(jié)能的三個(gè)環(huán)節(jié)l爐內(nèi)傳熱環(huán)節(jié)：提高傳熱效爐內(nèi)傳熱環(huán)節(jié)：提高傳熱效 率，降低率，降低Q5l燃燒優(yōu)化技術(shù)燃燒優(yōu)化技術(shù)l燃燒器改造燃燒器改造l余熱利用環(huán)節(jié)：降低煙溫，余熱利用環(huán)節(jié)：降低煙溫， 回收余熱，回收余熱， 降低降低Q2l降低傳熱

16、阻力降低傳熱阻力l增大傳熱面積增大傳熱面積l加強(qiáng)爐墻保溫加強(qiáng)爐墻保溫l減少爐膛漏風(fēng)減少爐膛漏風(fēng)l優(yōu)化燃燒配風(fēng)優(yōu)化燃燒配風(fēng)l煙氣余熱回收煙氣余熱回收能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能潛力節(jié)能潛力燃料機(jī)械未完全燃燒損失影響因素：燃料機(jī)械未完全燃燒損失影響因素： 燃料性質(zhì)、燃燒方式、燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)與布置、爐膛溫度、燃料性質(zhì)、燃燒方式、燃燒設(shè)備的結(jié)構(gòu)與布置、爐膛溫度、過?？諝庀禂?shù)、配風(fēng)方式等。過剩空氣系數(shù)、配風(fēng)方式等。燃料化學(xué)不完全燃燒損失燃料化學(xué)不完全燃燒損失q3:q3:指未完全燃燒的可燃?xì)怏w（指未完全燃燒的可燃?xì)怏w（

17、coco，h2,ch4h2,ch4）隨煙氣排放到大氣所造成的熱損失，）隨煙氣排放到大氣所造成的熱損失，固體燃料較小，固體燃料較小，氣體燃料可能較大。氣體燃料可能較大。l燃料燃燒環(huán)節(jié)：降低燃料燃燒環(huán)節(jié)：降低Q3 、Q4l燃燒優(yōu)化技術(shù)燃燒優(yōu)化技術(shù)l燃燒器改造燃燒器改造l燃燒環(huán)節(jié)燃燒環(huán)節(jié)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能潛力節(jié)能潛力 不同爐渣含碳量對(duì)層燃爐熱效率影響不同爐渣含碳量對(duì)層燃爐熱效率影響l傳熱環(huán)節(jié)傳熱環(huán)節(jié)l爐內(nèi)傳熱環(huán)節(jié)：提高傳熱效爐內(nèi)傳熱環(huán)節(jié)：提高傳熱效 率，降低率，降低Q5l降低傳熱阻力降低傳熱阻力l增大傳

18、熱面積增大傳熱面積l加強(qiáng)爐墻保溫加強(qiáng)爐墻保溫l.能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering 設(shè)備內(nèi)的灰渣、水垢、污垢沒有及時(shí)清理，沒有及時(shí)排設(shè)備內(nèi)的灰渣、水垢、污垢沒有及時(shí)清理，沒有及時(shí)排污，污，增加熱阻，降低傳熱系數(shù)增加熱阻，降低傳熱系數(shù)，降低了設(shè)備的傳熱效率。，降低了設(shè)備的傳熱效率。n強(qiáng)化傳熱強(qiáng)化傳熱節(jié)能潛力節(jié)能潛力能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能潛力節(jié)能潛力降低散熱損失降低散熱損失q q5 5: : 由于爐墻、金屬結(jié)構(gòu)、鍋爐范圍內(nèi)的汽水

19、管由于爐墻、金屬結(jié)構(gòu)、鍋爐范圍內(nèi)的汽水管道、煙風(fēng)管道等的溫度高于周圍環(huán)境溫度所造成道、煙風(fēng)管道等的溫度高于周圍環(huán)境溫度所造成的的。一般鍋爐越大，散熱損失越小。一般鍋爐越大，散熱損失越小。n加強(qiáng)保溫加強(qiáng)保溫l余熱利用環(huán)節(jié)余熱利用環(huán)節(jié)l余熱利用環(huán)節(jié)：降低煙溫，余熱利用環(huán)節(jié)：降低煙溫， 回收余熱，回收余熱， 降低降低Q2l減少爐膛漏風(fēng)減少爐膛漏風(fēng)l優(yōu)化燃燒配風(fēng)優(yōu)化燃燒配風(fēng)l煙氣余熱回收煙氣余熱回收l(shuí).排煙溫度每增加排煙溫度每增加10-20度，熱損失增加度，熱損失增加1% !能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能潛力節(jié)能潛力

20、l爐窯排煙溫度過高。爐窯排煙溫度過高。l排煙過剩空氣系數(shù)過大。排煙過?？諝庀禂?shù)過大。l鍋爐受熱面設(shè)計(jì)不合理。鍋爐受熱面設(shè)計(jì)不合理。l鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行。鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行。l鍋爐運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)。鍋爐運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)。n影響排煙損失的原因影響排煙損失的原因能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能潛力節(jié)能潛力 排煙溫度及過?？諝庀禂?shù)對(duì)排煙損失的影響排煙溫度及過剩空氣系數(shù)對(duì)排煙損失的影響(2)(2)鍋爐及爐窯輔助設(shè)備節(jié)能思路鍋爐及爐窯輔助設(shè)備節(jié)能思路主要輔助設(shè)備主要輔助設(shè)備l送風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)l引風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)l給水泵給水泵n選用高效產(chǎn)品選用高效產(chǎn)

21、品n優(yōu)化容量匹配優(yōu)化容量匹配n采用變頻調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)節(jié)n設(shè)備節(jié)能改造設(shè)備節(jié)能改造能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering（1 1）燃燒設(shè)備及系統(tǒng)改造）燃燒設(shè)備及系統(tǒng)改造l 鍋爐更新鍋爐更新：采用循環(huán)流化床、煤粉鍋爐替代低效老舊鍋爐。l 爐型改造爐型改造：用燃?xì)飧脑烊济籂t；用CFB、PCB改造鏈條爐。l 受熱面調(diào)受熱面調(diào)整整：加拱或調(diào)整水冷壁、省煤器、空氣預(yù)熱器等。l 燃燒設(shè)備改造燃燒設(shè)備改造：改用先進(jìn)的高效燃燒器及相關(guān)燃燒設(shè)備； 鏈條爐雙層燃燒改造等。l燃料制備系統(tǒng)改造燃料制備系統(tǒng)改造：使燃料顆粒度更均勻。1 1 工業(yè)鍋爐

22、工業(yè)鍋爐四、鍋（窯）爐節(jié)能措施及技術(shù)四、鍋（窯）爐節(jié)能措施及技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineeringl 增設(shè)工質(zhì)壓力、溫度、流量檢測(cè)儀表：增設(shè)工質(zhì)壓力、溫度、流量檢測(cè)儀表：對(duì)熱工對(duì)熱工參數(shù)及工質(zhì)流量進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)與計(jì)量參數(shù)及工質(zhì)流量進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)與計(jì)量。l 增設(shè)爐膛負(fù)壓檢測(cè)儀表：增設(shè)爐膛負(fù)壓檢測(cè)儀表：檢測(cè)爐內(nèi)負(fù)壓。檢測(cè)爐內(nèi)負(fù)壓。l 增設(shè)煙氣氧量檢測(cè)儀表：增設(shè)煙氣氧量檢測(cè)儀表：控制過?？諝庀禂?shù)?？刂七^剩空氣系數(shù)。l 增設(shè)燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)：增設(shè)燃燒自動(dòng)控制系統(tǒng)：優(yōu)化空氣優(yōu)化空氣/燃料比，精燃料比，精確控制爐膛負(fù)壓，減少漏風(fēng)量。

23、確控制爐膛負(fù)壓，減少漏風(fēng)量。（2 2）儀表及控制系統(tǒng)改造）儀表及控制系統(tǒng)改造（3 3）爐膛結(jié)構(gòu)改造與受熱面調(diào)整）爐膛結(jié)構(gòu)改造與受熱面調(diào)整l 爐膛空氣動(dòng)力場(chǎng)改造：爐膛空氣動(dòng)力場(chǎng)改造：如增設(shè)爐拱；加高爐膛。如增設(shè)爐拱；加高爐膛。l 爐膛密封性改造：爐膛密封性改造：降低爐膛漏風(fēng)量。降低爐膛漏風(fēng)量。l 爐膛保溫系統(tǒng)改造：爐膛保溫系統(tǒng)改造：降低爐墻的散熱損失。降低爐墻的散熱損失。l 受熱面調(diào)整：受熱面調(diào)整：增減水冷壁、過熱器、省煤器或空氣增減水冷壁、過熱器、省煤器或空氣預(yù)熱器面積。預(yù)熱器面積。能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering

24、l 水質(zhì)凈化處理：水質(zhì)凈化處理：強(qiáng)化入爐水的凈化處理，提高水質(zhì)，強(qiáng)化入爐水的凈化處理，提高水質(zhì)，防止水垢。防止水垢。l 鍋爐定期吹掃：鍋爐定期吹掃：定期洗爐和清掃煙道，掃除受熱面定期洗爐和清掃煙道，掃除受熱面上的水垢和煙灰。上的水垢和煙灰。l 鍋爐定期排污：鍋爐定期排污：運(yùn)行時(shí)注意定期排污。運(yùn)行時(shí)注意定期排污。節(jié)能措施節(jié)能措施（4 4）受熱面潔凈化處理）受熱面潔凈化處理（5 5）煙氣余熱回收利用）煙氣余熱回收利用n增加省煤器面積：增加省煤器面積：提高入爐水溫，降低排煙溫提高入爐水溫，降低排煙溫度。度。n增設(shè)空氣預(yù)熱器：增設(shè)空氣預(yù)熱器：提高燃燒空氣溫度，改善燃提高燃燒空氣溫度，改善燃燒，降低排煙

25、溫度。燒，降低排煙溫度。（6 6）運(yùn)行優(yōu)化與管理）運(yùn)行優(yōu)化與管理n爐內(nèi)流場(chǎng)優(yōu)化：爐內(nèi)流場(chǎng)優(yōu)化：通過冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)及設(shè)備改造優(yōu)化通過冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試驗(yàn)及設(shè)備改造優(yōu)化爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)。爐內(nèi)空氣動(dòng)力場(chǎng)。n空燃比優(yōu)化：空燃比優(yōu)化：通過熱態(tài)調(diào)整試驗(yàn)，優(yōu)化確定不同工況及燃通過熱態(tài)調(diào)整試驗(yàn)，優(yōu)化確定不同工況及燃料特性下的最佳空燃比。料特性下的最佳空燃比。n爐膛負(fù)壓控制：爐膛負(fù)壓控制：使漏風(fēng)量最小，且使送引風(fēng)機(jī)電耗最小。使漏風(fēng)量最小，且使送引風(fēng)機(jī)電耗最小。n爐排速度優(yōu)化：爐排速度優(yōu)化：使灰渣含碳量最小。使灰渣含碳量最小。n爐排燃料層厚度優(yōu)化：爐排燃料層厚度優(yōu)化：通風(fēng)阻力均勻，阻力較小，使灰渣通風(fēng)阻力均勻，阻

26、力較小，使灰渣含碳量最小。含碳量最小。n爐排長(zhǎng)度方向配風(fēng)優(yōu)化：爐排長(zhǎng)度方向配風(fēng)優(yōu)化：著火穩(wěn)定，灰渣含碳量最小。著火穩(wěn)定，灰渣含碳量最小。n燃料顆粒尺寸優(yōu)化：燃料顆粒尺寸優(yōu)化：爐排通風(fēng)阻力均勻，防止氣流短路。爐排通風(fēng)阻力均勻，防止氣流短路。能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering 水泵、送引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造水泵、送引風(fēng)機(jī)節(jié)能改造節(jié)能措施節(jié)能措施（7 7）輔機(jī)系統(tǒng)與設(shè)備節(jié)能）輔機(jī)系統(tǒng)與設(shè)備節(jié)能n改用高效的水泵、送風(fēng)引機(jī)。改用高效的水泵、送風(fēng)引機(jī)。n水泵、送引風(fēng)葉輪改造。水泵、送引風(fēng)葉輪改造。n水泵、送風(fēng)引機(jī)變頻改造。水泵、送風(fēng)引機(jī)

27、變頻改造。n加熱器改造。加熱器改造。n送水管道優(yōu)化改造。送水管道優(yōu)化改造。n送引風(fēng)管道優(yōu)化改造。送引風(fēng)管道優(yōu)化改造。能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能措施節(jié)能措施2 2 工業(yè)爐窯工業(yè)爐窯（）工業(yè)爐窯與工業(yè)鍋爐的主要差別（）工業(yè)爐窯與工業(yè)鍋爐的主要差別n窯爐出口的產(chǎn)品是溫度較高的金屬或非金屬制品。窯爐出口的產(chǎn)品是溫度較高的金屬或非金屬制品。n窯爐出口的煙氣通常具有較高的溫度。窯爐出口的煙氣通常具有較高的溫度。n窯爐爐膛內(nèi)壁無水冷管壁，因而散熱損失通常較大。窯爐爐膛內(nèi)壁無水冷管壁，因而散熱損失通常較大。能源與動(dòng)力工程

28、學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能措施節(jié)能措施（）工業(yè)爐窯節(jié)能的思路與技術(shù)措施（）工業(yè)爐窯節(jié)能的思路與技術(shù)措施n工業(yè)鍋爐中工業(yè)鍋爐中燃燒環(huán)節(jié)及輔助設(shè)備燃燒環(huán)節(jié)及輔助設(shè)備的節(jié)能措施與技的節(jié)能措施與技術(shù)通常適用于工業(yè)爐窯。術(shù)通常適用于工業(yè)爐窯。能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能措施節(jié)能措施n重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面的節(jié)能措施及技術(shù)：重點(diǎn)關(guān)注以下幾方面的節(jié)能措施及技術(shù)：l高溫預(yù)熱空氣燃燒技術(shù)高溫預(yù)熱空氣燃燒技術(shù)l富氧燃燒技術(shù)富氧燃燒技術(shù)l高效燒咀技術(shù)高效燒咀

29、技術(shù)l基于空氣預(yù)熱器、省煤器及余熱鍋爐的煙氣余熱回收技術(shù)基于空氣預(yù)熱器、省煤器及余熱鍋爐的煙氣余熱回收技術(shù)l高溫物料余熱回收技術(shù)高溫物料余熱回收技術(shù)l新型高效隔熱保溫材料技術(shù)新型高效隔熱保溫材料技術(shù)l工件與物料加熱工藝優(yōu)化、改進(jìn)與革新工件與物料加熱工藝優(yōu)化、改進(jìn)與革新能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering高溫空氣燃燒高溫空氣燃燒 高溫空氣燃燒，包含兩項(xiàng)基高溫空氣燃燒，包含兩項(xiàng)基本技術(shù)措施：一是采用蓄熱裝置本技術(shù)措施：一是采用蓄熱裝置回收燃燒產(chǎn)物顯熱預(yù)熱助燃空氣，回收燃燒產(chǎn)物顯熱預(yù)熱助燃空氣，獲得獲得8001000，甚至更

30、高的高，甚至更高的高溫空氣；二是利用燃燒煙氣回流溫空氣；二是利用燃燒煙氣回流等措施降低燃燒區(qū)的含氧體積濃等措施降低燃燒區(qū)的含氧體積濃度，獲得濃度為度，獲得濃度為1.5%2%的低氧的低氧氣氛。氣氛。蓄熱式高溫空氣燃燒技術(shù)原理圖節(jié)能新技術(shù)節(jié)能新技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)優(yōu)勢(shì) 排煙溫度低排煙溫度低余熱回收充分，燃料能量利用率接近余熱回收充分，燃料能量利用率接近90% 助燃空氣溫度接近爐內(nèi)溫度助燃空氣溫度接近爐內(nèi)溫度均勻爐內(nèi)溫度分布均勻爐內(nèi)溫度分布，消除局部高溫區(qū)，消除局部高溫區(qū)，有效抑制熱力有效抑制

31、熱力NOx生成生成 化學(xué)反應(yīng)速率和燃燒效率提高化學(xué)反應(yīng)速率和燃燒效率提高爐內(nèi)輻射換熱增強(qiáng)，爐內(nèi)輻射換熱增強(qiáng)，單位面積熱強(qiáng)度增加單位面積熱強(qiáng)度增加，裝備尺寸縮小裝備尺寸縮小 貧氧燃燒貧氧燃燒爐窯內(nèi)生成還原氣氛，滿足某些特殊爐窯的需要爐窯內(nèi)生成還原氣氛，滿足某些特殊爐窯的需要 助燃空氣溫度達(dá)到燃料自燃點(diǎn)助燃空氣溫度達(dá)到燃料自燃點(diǎn)擴(kuò)大燃料可燃范圍擴(kuò)大燃料可燃范圍，可燃用低熱值燃料，可燃用低熱值燃料節(jié)能新技術(shù)節(jié)能新技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering富氧燃燒富氧燃燒技術(shù)技術(shù)富氧燃燒，是指助燃空氣的含氧量富氧燃燒，是指助燃空

32、氣的含氧量超過超過21%直至使用純氧的助燃過程。直至使用純氧的助燃過程。 提高燃燒區(qū)域火焰溫度提高燃燒區(qū)域火焰溫度火焰溫度與氧濃度關(guān)系曲線圖 降低過量空氣系數(shù)，減少排煙體積降低過量空氣系數(shù)，減少排煙體積理論空氣需求量與氧濃度關(guān)系技術(shù)優(yōu)勢(shì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering 增加熱量利用率增加熱量利用率 利用富氧助燃技術(shù)可提高爐子熱效率利用富氧助燃技術(shù)可提高爐子熱效率5%19%，具有穩(wěn)定爐運(yùn)行，具有穩(wěn)定爐運(yùn)行工況、減少大氣污染、延長(zhǎng)爐子使用壽命等效果。工況、減少大氣污染、延長(zhǎng)爐子使用壽命等效果。加熱溫度與熱量利用

33、率關(guān)系圖在加熱溫度為在加熱溫度為1300時(shí)，含氧量為時(shí)，含氧量為21%的的空氣燃燒，熱量利用率為空氣燃燒，熱量利用率為42%；含氧量為；含氧量為26%的空氣燃燒，熱量利用率達(dá)的空氣燃燒，熱量利用率達(dá)56%，增增加加14%。能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering余熱類型主要有：煙氣余熱；可燃廢氣、廢液、廢料余熱；高溫產(chǎn)余熱類型主要有：煙氣余熱；可燃廢氣、廢液、廢料余熱；高溫產(chǎn)品及爐渣余品及爐渣余 熱；冷卻介質(zhì)余熱；化學(xué)反應(yīng)余熱；廢水、廢氣余熱。熱；冷卻介質(zhì)余熱；化學(xué)反應(yīng)余熱；廢水、廢氣余熱。利用途徑利用途徑 直接利用直接利

34、用 間接利用間接利用 綜合利用綜合利用 預(yù)熱助燃空氣預(yù)熱助燃空氣 干燥干燥 生產(chǎn)熱水和蒸汽生產(chǎn)熱水和蒸汽 制冷制冷 余熱發(fā)電余熱發(fā)電 低溫爐熱源低溫爐熱源根據(jù)工業(yè)余熱溫度高低，采用不根據(jù)工業(yè)余熱溫度高低，采用不同利用方法，實(shí)現(xiàn)余熱梯級(jí)利用。同利用方法，實(shí)現(xiàn)余熱梯級(jí)利用。先進(jìn)余熱回收技術(shù)先進(jìn)余熱回收技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能新技術(shù)節(jié)能新技術(shù)玻璃窯余熱發(fā)電技術(shù)玻璃窯余熱發(fā)電技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)能新技術(shù)節(jié)能新技

35、術(shù)水泥窯純低溫余熱發(fā)電水泥窯純低溫余熱發(fā)電技術(shù)技術(shù)能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering節(jié)約燃料消耗、節(jié)約輔機(jī)電耗節(jié)約燃料消耗、節(jié)約輔機(jī)電耗輔機(jī)主要包括通風(fēng)設(shè)備，給水與補(bǔ)水泵，燃料處理與輸送設(shè)備，出渣、輔機(jī)主要包括通風(fēng)設(shè)備，給水與補(bǔ)水泵，燃料處理與輸送設(shè)備，出渣、除塵及水處理設(shè)施等。除塵及水處理設(shè)施等。 機(jī)械密封機(jī)械密封 變頻調(diào)速技術(shù)變頻調(diào)速技術(shù) 滑參數(shù)啟?；瑓?shù)啟停 運(yùn)行可靠性運(yùn)行可靠性 管網(wǎng)改造，減小阻力損失管網(wǎng)改造，減小阻力損失通風(fēng)設(shè)備改造通風(fēng)設(shè)備改造水泵節(jié)電改造水泵節(jié)電改造輔機(jī)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)輔機(jī)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)能源與動(dòng)

36、力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院School of Energy and Power Engineering1 1 調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)調(diào)整燃料結(jié)構(gòu)五、鍋（窯）爐節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)五、鍋（窯）爐節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 鑒于我國(guó)富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)，盡管煤炭在相當(dāng)階段內(nèi)仍鑒于我國(guó)富煤、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)，盡管煤炭在相當(dāng)階段內(nèi)仍將作為我國(guó)的主力能源，但其污染性和不利實(shí)施高溫空氣燃燒技術(shù)等影將作為我國(guó)的主力能源，但其污染性和不利實(shí)施高溫空氣燃燒技術(shù)等影響因素的存在，所以響因素的存在，所以電、油、氣、生物質(zhì)等取代煤等固體燃料電、油、氣、生物質(zhì)等取代煤等固體燃料，是我國(guó)，是我國(guó)工業(yè)爐窯節(jié)能發(fā)展的戰(zhàn)略性方向。工業(yè)爐窯節(jié)能發(fā)展的戰(zhàn)