工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能

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(jié)構(gòu)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(fēng)爐、流化床鍋爐

一、工業(yè)燃煤鍋爐節(jié)能的意義工業(yè)燃煤鍋爐廣泛應(yīng)用于工廠動力、采暖通風(fēng)、熱電聯(lián)產(chǎn)和生活熱水供應(yīng)等領(lǐng)域。煤炭消耗約占我國煤炭消耗總量的四分之一。且在用工業(yè)鍋爐多為使用年限較長的老舊鍋爐，效率低，污染重，節(jié)能潛力巨大。

工業(yè)燃煤鍋爐效率普遍較低。目前平均效率僅為60％～65％，比鍋爐產(chǎn)品的鑒定效率低10％～15％，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(jié)構(gòu)二、鏈條爐的結(jié)構(gòu)和原理鏈條爐排水冷壁汽包省煤器2、鏈條爐本體各項熱損失Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6kJ/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

排煙所帶走的熱量未被利用直接排入大氣造成的損失。排煙熱損失q2

工業(yè)鍋爐排煙熱損失一般占12%~20%，小型鍋爐有時不設(shè)空氣預(yù)熱器或省煤器，排煙溫度高，排煙損失可達20%以上。

排煙溫度每降低12~15℃，q2

將降低1%；但排煙溫度下降，尾部受熱面腐蝕加重。因此，合理的排煙溫度應(yīng)由這兩方面作技術(shù)經(jīng)濟比較來決定?！度济汗I(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測》（GB/T15317-2009）規(guī)定工業(yè)鍋爐排煙溫度合格指標在150~230℃之間，小型鍋爐處于上限，大型鍋爐處于中下限；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(fēng)量。受熱面積灰或結(jié)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(yīng)重視爐墻、煙道等砌筑的嚴密性，以減小漏風(fēng)。

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(yīng)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8~15%之間。

通常，燃燒速度與煤粒的直徑成反比，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(dǎo)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(jié)構(gòu)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。鍋爐中排出的灰渣及漏煤的溫度一般在600~800℃以上，相應(yīng)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%。三、工業(yè)鍋爐機組的節(jié)能診斷鍋爐壓力大不到額定值鍋爐效率低、能耗高排放超標嚴重鍋爐故障多鍋爐效率和各項熱損失鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽參數(shù)排放水平歷年運行日志和維修記錄設(shè)計資料故障情況燃燒系統(tǒng)改造改換燃料改換輔機改換控制系統(tǒng)配風(fēng)分布和風(fēng)煤比給煤均勻性和給煤速度煤質(zhì)和粒度控制器和傳感器精度爐墻、爐門堵漏復(fù)驗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(fēng)均勻，提高了爐膛溫度，利于燃燼。采用統(tǒng)煤時①爐排上塊煤和細末分布不均，造成通風(fēng)不均，影響燃燒；②細末多的地方容易被風(fēng)吹走而形成“火口”，造成大量竄風(fēng)；③當粒度大小過于懸殊時，還會引起煤斗中的機械分離，粗粒大塊跑邊，細粒碎末居中，導(dǎo)致爐排兩側(cè)和中間燃燒層密實程度的很大不均，最終是兩側(cè)穿風(fēng)早已燃盡，中間卻是“火龍”一條，“紅火”落入渣斗，使q4大大增加。改進后采用分層給煤①增加鍋爐對煤種的適應(yīng)性，出力提高。②降低各項熱損失，鍋爐熱效率可提高4%~5%，甚至8%~10%。③提高鍋爐運行的可靠性，減少維修費用。④改造工期短、投資回收快，一般為3~6個月。

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-AⅡ鏈條鍋爐，采用傳統(tǒng)的給煤調(diào)節(jié)方式，自1995年投入運行以來，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。

爐拱布置是否合理對鍋爐的燃燒工況影響極大，對于不同的燃料特性，應(yīng)該有不同的拱形及尺寸。

燃用無煙煤時，采用低而長的后拱，把爐排后端過量氧氣導(dǎo)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。

爐拱改造只要與煤種匹配得當，一般效果都是很明顯的。這項改造可降低灰渣含碳量30%~50%，而且可提高出力。技改投資半年左右可收回。案例1上海滬東造船廠案例2北京市瀝青混凝土廠

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(yīng)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(shù)”，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)在77.6%；改造效果：

爐膛溫度提高了80~100℃；

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(yù)熱器；對爐墻、爐頂煙風(fēng)道進行密封及保溫處理。改造效果：3、配風(fēng)①提供多少風(fēng)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(shù)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(yīng)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(fēng)方法：將爐排下的風(fēng)室分隔成4～6個小風(fēng)室，每個小風(fēng)室裝設(shè)有調(diào)節(jié)風(fēng)門，可按燃燒的需求分別調(diào)節(jié)風(fēng)量。配風(fēng)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(fēng)量，同時增大中段風(fēng)量，使在火床中段形成一個強燃區(qū)，消除焦炭還原反應(yīng)，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1～2個風(fēng)室大量送風(fēng)形成強燃區(qū)，使大量焦炭燃盡。（2）爐排寬度方向提高配風(fēng)均勻性

增大進風(fēng)口與風(fēng)倉的截面比單側(cè)進風(fēng)爐子，可設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板或采用風(fēng)室節(jié)流擋板對爐排寬度較大的爐子，應(yīng)采用雙側(cè)相對進風(fēng)方式。爐排寬度方向提高配風(fēng)均勻性（3）二次風(fēng)

二次風(fēng)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(fēng)的主要作用強化爐內(nèi)氣流的擾動和混合，降低q3

和過量空氣系數(shù)布置于后拱的二次風(fēng)能將煙氣引向爐前，幫助著火高溫二次風(fēng)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(fù)合燃燒復(fù)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1.5～2m）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(fù)合燃燒將鏈條爐和煤粉爐結(jié)合在了一起，下