工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能課件

1、 工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能一、工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能的意義二、鏈條爐的結構和原理三、工業(yè)鍋爐機組的節(jié)能診斷四、鏈條爐燃燒系統(tǒng)節(jié)能改造五、傳熱系統(tǒng)節(jié)能六、加強管理內(nèi) 容鍋爐分類鍋爐用途 電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和熱水鍋爐（民用）蒸汽壓力 低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界和超超臨界按燃料種類 燃油、燃氣、燃煤按燃燒方式 火床爐、煤粉爐、旋風爐、流化床鍋爐 工業(yè)燃煤鍋爐效率普遍較低。目前平均效率僅為6065，比鍋爐產(chǎn)品的鑒定效率低1015，比國際水平低20左右。實際出力一般為額定出力的60%70%，少數(shù)運行不好的僅在50%左右。 鏈條爐是機械化程度較高的一種層燃爐。因其爐排類似于鏈條式履帶而得名。是工業(yè)鍋爐中使

2、用較廣泛的一種爐型，在10-65t/h中等容量，甚至1-2t/h的小容量鍋爐中都有采用。1、鏈條爐的結構二、鏈條爐的結構和原理鏈條爐排水冷壁省煤器Qr = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg 熱平衡方程或100 = q1+q2+q3+q4+q5+q6 % Qr輸入鍋爐熱量Q1有效利用熱Q2排煙熱損失Q3氣體未燃燒熱損失Q4固體未燃燒熱損失Q5散熱損失Q6灰渣等其它熱損失解決方法要降低排煙熱損失，就要降低排煙溫度、減少爐膛和各煙道的漏風量。受熱面積灰或結渣，排煙溫度會升高，所以必須經(jīng)常吹灰清渣保持清潔。采用適當?shù)臓t膛出口過量空氣系數(shù)。在鍋爐安裝施工時應重視爐墻、煙道等砌筑的嚴密性，以

3、減小漏風。 CO、H2、CH4 等可燃氣體未燃燒放熱就排除而造成的熱損失。 影響q3的因素很多。如：爐內(nèi)過量空氣系數(shù)的大小，爐內(nèi)氣流的混合與擾動情況等。 氣體未燃燒熱損失q3 對燃煤鍋爐，主要考慮CO未燃盡而造成的熱損失。燃燒正常時，煙氣中的一氧化碳體積分數(shù)在0.5%以下，相應的氣體未完全燃燒熱損失大約為2%3%，若為不正常燃燒，熱損失高達5%以上。 一部分燃料沒有參與燃燒或未燃盡就被排出爐外而引起的熱損失。固體未燃燒熱損失q4灰渣損失 ：碳粒同灰渣一同落入渣斗漏煤損失 ：部分燃料經(jīng)爐排落入灰斗 飛灰損失 ：碳粒被煙氣帶走 工業(yè)燃煤鍋爐的固體未燃燒熱損失一般在815%之間。 通常，燃燒速度與煤

4、粒的直徑成反比，通過篩分控制入爐燃料的粒度上限，可以避免超大粒的不完全燃燒損失，降低灰渣含碳量；散熱損失q5鍋爐表面，包括爐墻、鋼架、管道、附件，溫度高于周圍空氣溫度造成熱量散失于大氣中，形成的鍋爐熱量損失。 工業(yè)燃煤鍋爐額定工況時的散熱損失一般在0.8%4%之間。 非額定工況時的散熱損失與鍋爐的負荷成反比，即隨負荷的減小而增大。 要采用熱導率低的保溫材料； 要確定合理的保溫層厚度。 要減小散熱損失，需要對鍋爐做好保溫措施，盡量降低鍋爐外表面溫度。 采用結構緊湊的鍋爐，則其外表面積小，散熱損失也小。管道的保溫：存在一個臨界厚度，如果超過臨界厚度，保溫層加厚 保溫效果反而下降，熱損失增大。鍋爐中

5、排出的灰渣及漏煤的溫度一般在600 800以上，相應造成的熱損失?；以绕渌鼰釗p失 q6工業(yè)鍋爐灰渣熱損失的大小主要取決于煤的含灰量和爐渣的溫度，一般小于1%。1、給煤裝置改造 我國的鏈條爐排鍋爐給煤主要采用斗式給煤裝置。四、鏈條爐燃燒系統(tǒng)節(jié)能改造 分層給煤將煤倉中溜下來的原煤經(jīng)過輥筒疏松后，落到篩板上。粒度大的顆粒從篩板上落到爐排上，粒度小的漏到篩下的爐排爐上，隨著爐排的轉(zhuǎn)動，形成了下大上小的給煤層次，使煤層顆粒分布均與，通風均勻，提高了爐膛溫度，利于燃燼。 石景山魯谷供熱廠供131萬m2居民冬季采暖，裝有三臺DHL29-1.6/150/90-A鏈條鍋爐，采用傳統(tǒng)的給煤調(diào)節(jié)方式，自1995年

6、投入運行以來，煤著火困難，燃燒效率低，還保證不了負荷的需要。北京節(jié)能中心于1996年、1997年分別在1號、2號爐上拆除原鍋爐上的加煤斗，在原位置上安裝新的分層給煤裝置。案例 鍋爐負荷提高，1997年冬季最冷期運行兩臺爐達到了 改造前三臺爐的供暖水平（131萬）； 灰渣含碳量由原來的28%降到5%7%； 鍋爐熱效率提高到83%； 投資回收快，1個供暖期收回了投資。 改造效果：2、爐拱爐拱是爐膛下部直接遮蔽爐排面的那部分頂面隔墻。 燃用無煙煤時，采用低而長的后拱，把爐排后端過量氧氣導向燃燒中心供可燃氣體燃燒， 灼熱煙氣和火紅炭粒在氣流轉(zhuǎn)彎處分離，象 “火雨”一樣投落到新煤上，改善著火。 不同煤種

7、的爐拱推薦如下： 燃用煙煤、褐煤時，采用高而短的前拱，后拱也不太長，以保證一定爐膛高度，并利用高溫煙氣輻射引火，保證喉口有良好的擾動作用，減少 q3 。 燃用多水多灰的劣質(zhì)煤時，可采用人字形拱、中拱、后拱，使煙氣向前流動提高著火區(qū)爐溫，并使煙氣對新煤和爐拱產(chǎn)生較強的直接對流加熱。 上海滬東造船廠動力中心鍋爐房有兩臺10t/h鏈條燃煤蒸汽鍋爐，向全廠供應生產(chǎn)生活用蒸汽。當煤品質(zhì)差及雨淋后煤含水量大時，鍋爐燃燒差，造成出力不足，影響生產(chǎn)。后該廠采用 “雙人字形寬煤種節(jié)能爐拱技術”，先后對兩臺鍋爐進行了改造。 案例1爐渣含碳量由改造前的15%19%降至7%9%；鍋爐 熱效率由原來的69.3%提高到現(xiàn)

8、在77.6%；改造效果： 爐膛溫度提高了80100； 項目總投資10.76萬元。項目投資回收期6個月。 鍋爐改造后運行四年，共節(jié)約：煤2914.5噸；電203950 千瓦時； 折合人民幣94.2萬元。減排二氧化碳5639噸。 北京市瀝青混凝土廠的KZL4-13型蒸汽鍋爐，自投入運行以來，出力達不到額定值，爐灰含碳量20%30%，排煙溫度200左右，鍋爐熱效率僅55%60%。 鍋爐出力達到了銘牌出力； 點火性能改善，能摻燒劣質(zhì)煤； 排煙溫度低于170； 效率由改造前的66.4%提高到76.7%。案例2該廠對該爐進行了改造，改造內(nèi)容為： 壓低前拱，延長和壓低后拱； 省煤器入口前加裝管式空氣預熱器；

9、 對爐墻、爐頂煙風道進行密封及保溫處理。改造效果：3、配風提供多少風量在理論上燃料達到完全燃燒所需要的空氣量，稱為理論空氣量。但在實際條件下，根據(jù)燃料品種、燃燒方式及控制技術的優(yōu)劣，往往需要多供給一些空氣量，稱為實際空氣量。 最佳過量空氣系數(shù)應該使燃燒熱損失和排煙熱損失之和為最小。其值無法從理論上進行準確計算，只能依靠試驗研究和實踐經(jīng)驗來優(yōu)選。對鏈條爐： 怎么送入？（1）爐排長度方向?qū)嵭蟹謪^(qū)配風方法：將爐排下的風室分隔成46個小風室，每個小風室裝設有調(diào)節(jié)風門，可按燃燒的需求分別調(diào)節(jié)風量。配風方法根據(jù)鏈條爐燃燒區(qū)段性的特點，大幅調(diào)小爐子前后端的送風量，同時增大中段風量，使在火床中段形成一個強燃區(qū)

10、，消除焦炭還原反應，并降低爐內(nèi)過量空氣系數(shù)，提高爐內(nèi)溫度，從而改善爐前著火及爐后燃盡的條件。該法適用于多種煤種。適用于燃用高揮發(fā)分煤。在燃燒前期（指前、后拱間的火床區(qū)段）送入大量空氣以滿足大量揮發(fā)分的燃燒。適用于低揮發(fā)份煤。即給最后12個風室大量送風形成強燃區(qū)，使大量焦炭燃盡。（2）爐排寬度方向提高配風均勻性 增大進風口與風倉的截面比單側(cè)進風爐子，可設置導風板或采用風室節(jié)流擋板對爐排寬度較大的爐子，應采用雙側(cè)相對進風方式。爐排寬度方向提高配風均勻性（3）二次風 二次風是在燃燒層上方借噴嘴送入爐膛的高速氣流，工質(zhì)可以是空氣、 蒸汽或煙氣。 二次風的主要作用強化爐內(nèi)氣流的擾動和混合，降低 q3 和

11、過量空氣系數(shù)布置于后拱的二次風能將煙氣引向爐前，幫助著火高溫二次風造成的煙氣漩渦，能延長煙氣行程和飛灰在爐內(nèi)的逗留時間 ，并將許多未燃盡的碎屑甩回爐排，減少飛灰量4、鏈條爐加煤粉復合燃燒復合燃燒的改造方法：將鏈條爐排上方修改爐拱，取消喉口；爐排與爐膛上部空間保持不變在燃燒室下半部兩側(cè)墻或前墻布置煤粉燃燒器（一般為爐排上方1.52m）增加一套制粉系統(tǒng)。制粉用煤和爐排用煤可共用一個煤斗 復合燃燒將鏈條爐和煤粉爐結合在了一起，下圖中虛線為改造增加的部分。復合燃燒的原理、特點和應用 煤粉燃燒形成的高溫火焰提高了爐膛溫度，為鏈條爐排上的煤層著火提供了豐富的熱源，大大改善了鏈條爐排上新煤的著火條件；同時，

12、穩(wěn)定燃燒的火床又是煤粉氣流著火的可靠熱源，可以保證煤粉及時穩(wěn)定地著火。 磨制好的煤粉和干燥劑一起送出磨煤機后形成一次風煤粉氣流，與二次風同時進入煤粉燃燒器。燃燒器中的一次煤粉氣流同二次風合理混合后在火床上方形成高溫煤粉火焰。復合燃燒使鍋爐在負荷多變特別是改燒一般劣質(zhì)煤情況下均能達到穩(wěn)定高效燃燒。復合燃燒技術適用場合因生產(chǎn)和供熱發(fā)展或鍋爐嚴重老化，鍋爐房亟待增容而資金或場地比較緊張時，采用此技術可節(jié)約近一半投資對于拋煤機鏈條爐、往復推動爐排鍋爐的企業(yè)，若鍋爐實際出力不足或需要增容，也可考慮該方案。當?shù)厝鄙賰?yōu)質(zhì)煤致使鍋爐運行費用高，需改燒低劣質(zhì)煤的鍋爐鍋爐實際出力嚴重不足，灰渣可燃物超標，能源浪費

13、過大的鍋爐 江西第三制糖廠甘蔗糖分廠一臺SHL20-25-400型雙鍋筒橫置式鏈條爐排鍋爐，燃料改為高灰分II類煙煤，造成燃燒效率低，出力只能維持10t/h左右，嚴重影響正常生產(chǎn)。1995年由哈爾濱普華煤燃燒技術開發(fā)中心將該鏈條爐改為雙重燃燒鍋爐，改造內(nèi)容包括：案例1 在原鏈條爐排面上方左右兩墻各安裝一臺普華PWI型煤粉燃燒器； 取消原鍋爐前后拱凸出部分； 制粉系統(tǒng)采用了風扇磨煤機直吹方式； 增設二次風增壓機，對煤粉燃燒器所需的二次風進行增壓； 鍋爐能燃用高揮發(fā)份II類煙煤（低位發(fā)熱量 17 787kJ/kg）； 鍋爐出力可保持20t/h； 鍋爐燃燒效率為94.7%； 投資回收期為4個月。 改

14、造效果： 齊齊哈爾啤酒廠動力車間鍋爐房內(nèi)原有一臺10t/h和兩臺6.5t/h鏈條鍋爐，三臺鍋爐總出力僅有12t/h，熱效率為50%65%，其中型號為SHL10-13-A的10t/h鍋爐的出力僅為6t/h，熱效率為65%，運行狀態(tài)差，已不能滿足生產(chǎn)的要求。因此，該廠采用復合燃燒技術對10t/h鏈條鍋爐進行了改造。案例2改造情況如下： 增設一套1t/h風扇磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)，煤粉采用爐煙干燥；鍋爐本體爐墻設煤粉燃燒器、抽煙口及防爆門，爐膛增設輻射受熱面；給水系統(tǒng)改造；更換引風機，基礎重新?lián)v制；電氣系統(tǒng)改造；煤斗增設振動器。改造效果： 改造前平均每噸蒸汽的煤耗量為200kg，改造后平均每噸蒸汽的煤

15、耗量降低到184kg，每噸蒸汽的煤耗量降低了8%；出力提高了一倍多，達1314 t/h，熱效率提高了10%，達75%；年節(jié)煤量和節(jié)電量分別為1758t和15萬kWh，年綜合效益為39.1萬元；該項目改造總投資為45.2萬元。投資回收期為1.2年。5、氣煤混燒“氣、煤混燒”技術就是在爐膛適當部位噴入燃氣助燃燃煤。 省煤器在降低鍋爐排煙溫度的同時，預熱給水，提高進入鍋筒的水溫，減小鍋筒壁面所受的溫差熱應力，延長鍋筒的使用壽命。（1）省煤器 省煤器的傳熱溫差大，而且可采用鰭片式鑄鐵管或小直徑鋼管，所以傳熱效果好，降低相同的排煙溫度時，傳熱面積僅需蒸發(fā)受熱面的一半且單位受熱面價格低廉。1、合理配置尾部

16、受熱面，回收煙氣余熱，降低排煙溫度五、傳熱系統(tǒng)節(jié)能 對于本身沒有安裝省煤器的空間的鍋殼式鍋爐，可以加裝煙道并安裝緊湊式省煤器。但需要校核送風機的壓頭是否夠用。 可將熱管技術用于工業(yè)鍋爐的煙氣余熱回收，把氣液熱管換熱器安裝在鍋爐煙道內(nèi)，利用煙氣余熱加熱鍋爐給水。 某熱水鍋爐使用這種氣液熱管換熱器后，煙氣溫度由原來的230下降到170，給水溫度由10上升到60，熱量回收率達26%，鍋爐熱效率提高3.1%，節(jié)能效果顯著。氣液熱管換熱器原理圖（2）空氣預熱器 空氣預熱器能提高入爐空氣的溫度，改善燃料的著火和燃燒，提高燃燒效率，同時降低排煙溫度。特別是當鍋爐給水采用熱力除氧，或鍋爐房回水多時，省煤器進水

17、溫度高，省煤器出口煙溫就高，此時，通過空氣預熱器進一步降低排煙溫度，節(jié)能的意義更大。 工業(yè)鍋爐用空氣預熱器一般為立置管式及臥置管式，管式空氣預熱器都是由許多平行的薄壁鋼管構成，管束錯列，優(yōu)點是結構簡單、制造方便、漏風較小、傳熱效果好。缺點是體積大、耗鋼量大。為了防止低溫腐蝕，應保證管壁溫度高于煙氣的酸露點。2、吹灰、清渣 鍋爐運行中，按照鍋爐吹灰工作執(zhí)行標準定期進行受熱面的吹灰工作，可以保持受熱面清潔，提高傳熱效率 。 采用智能優(yōu)化吹灰系統(tǒng)，實行及時定點定量吹灰，能進一步提高鍋爐效率0.20.5左右。 沒有吹灰裝置的鍋爐，可在停爐之后打開人孔門， 人工清理積灰 ；也可以考慮加裝吹灰器。 鍋爐一

18、旦結渣，不容易清除，因此要預防為主；如果出現(xiàn)受熱面嚴重結渣現(xiàn)象，必須引起高度重視。3、應用高溫遠紅外節(jié)能涂料分類吸熱涂料反射涂料刷在爐膛內(nèi)水冷壁管表面刷在爐膛內(nèi)兩側(cè)爐墻和后拱表面兩種涂料同時應用在同一臺鍋爐中，鍋爐運行時的各項經(jīng)濟指標有明顯提高。鍋爐在配風合理的情況下，鍋爐升溫時間明顯減少，爐墻外表面溫度降低，排煙溫度可降低10以上，爐膛溫度有所提高，耗煤量減少，節(jié)能率為3%5% 節(jié)能涂料性能隨時間自然衰減4、采用防垢、除垢技術結垢對鍋爐產(chǎn)生的危害使管壁溫度升高，易造成鍋爐爆管等事故水垢的存在減少了工質(zhì)流動面積，增大了流動阻力，容易造成水循環(huán)故障水垢不容易清除，清垢既費力又費時，操作不當還容易造成爆管等事故增加了檢修費用，縮短鍋爐壽命防止受熱面汽水側(cè)結垢主要辦法通過水處理除去水中的鈣、鎂離子對于額度蒸發(fā)量2t/h，且額度蒸汽壓力1.0MPa 的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐；對于額定功率4.2MW鍋