鍋爐節能技術論文
鍋爐節能不僅靠合理的裝置選用還要靠科學的執行技術來實現。下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!
篇一
淺談工業鍋爐節能技術
摘要：工業鍋爐節能不僅靠合理的裝置選用還要靠科學的執行技術來實現。本文主要從鍋爐執行技術排煙和燃燒控制等方面著重論述了鍋爐的節能技術，對鍋爐的科學執行管理有重要的指導作用。
關鍵詞：鍋爐 節能 技術
1、前言
2009年9月1日起施行的國家質量監督檢驗檢疫總局第116號令《高耗能特種裝置節能監督管理辦法》“第二條本辦法所稱高耗能特種裝置，是指在使用過程中能源消耗量或者轉換量大，並具有較大節能空間的鍋爐、換熱壓力容器、電梯等特種裝置”中，將鍋爐列為高耗能裝置。據國家有關部門統計，2007年全國總耗煤25.8億噸，其中鍋爐用煤達到22億噸，鍋爐用煤佔全國總耗煤的85.3%。如果我國鍋爐的熱效率能夠提高10%，節約的能耗則相當於三峽水庫一年的發電量。因此，抓好鍋爐節能工作，提高鍋爐熱效率，節約能源，減少煙塵對自然環境的影響，對提高能源利用效率，促進節能降耗，落實國家《節能法》有著重要意義。
2、節能的含義
節能是應用技術上現實可行、經濟上合理、環保與社會上可以接受的方法，來有效地利用能源資源。因此，節能不是消極地減少能源消費量，而是在生產中充分發揮能源利用潛力，從而以最少的能源消耗獲得最大的社會、經濟效益。節能應促進生產的發展，它的積極意義在於使生產量大幅度提高而又不增加或者少增加能源消耗，從而使單位產品的能耗降低。
3、節能的方式
節能的主要方式包括：直接節能與間接節能。直接節能是指提高能源的利用效率，降低產品單耗，從而直接減少能源消耗量。間接節能是指降低原材料消耗、提高產品質量、延長裝置壽命以及調整產品結構等，引起間接能耗量減少。
4、鍋爐節能的特點
鍋爐為直接用能裝置，其特點是將各種能量***化學能、電能等***轉換為熱能而加以利用，即包括能量的轉換與有效利用兩方面的問題。因此，鍋爐的節能重點是能源的有效利用與合理使用，即著重直接節能。
5、鍋爐節能技術概述
傳統的鏈條爐式鍋爐普遍存在兩大問題：其一，大氣汙染排放超標，造成嚴重的環境汙染，直接影響到人類健康和經濟可持續發展;其二，能源利用率低，浪費嚴重，熱效率明顯低於發達國家。究其原因是鏈條式鍋爐不能適應我國煤種、煤質多變，造成燃煤引燃過程延遲，爐排的配風不均勻，燃燒中可燃氣體和固體顆粒與空氣混合狀態差，爐膛中燃燒狀況不良，火焰溫度低，均勻度、飽滿度達不到要求，導致不能完全燃盡。
鍋爐***本體***能效的主要影響因素：
q2――排煙熱損失;q3――氣體未完全燃燒熱損失;q4――固體未完全燃燒熱損失;q5――散熱損失;q6――灰渣物理熱損失。
5.1排煙溫度
排煙溫度指鍋爐末級受熱面後的煙氣溫度。鍋爐排煙損失q2是鍋爐熱損失中最大的一項。排煙熱損失的大小主要取決於排煙溫度的高低及排煙量的多少。當排煙溫度每降低12-15℃，q2可降低1%左右。因此降低排煙溫度是提高鍋爐熱效率的一項有效措施。降低鍋爐排煙溫度主要措施有如下幾種途徑：
5.1.1避免或減少受熱面上的結渣、積灰和堵灰
對於執行鍋爐，排煙溫度升高的主要原因是各處受熱面上的結渣、積灰和堵灰。結渣現象多出現在高溫受熱面，如水冷壁、過熱器等，積灰和堵灰現象則多出現在低溫的尾部受熱面上。由於灰渣的導熱係數很小，受熱面上結渣或積灰，將使傳熱熱阻大大增加***灰垢的熱阻大約是鋼鐵的400倍***、傳熱效果降低、排煙溫度升高、鍋爐效率降低。一般受熱面上結渣1mm厚時需多耗燃料2%～3%***結渣2mm厚時則需多耗燃料5%左右***。而且受熱面上積了灰渣還會使煙氣流動阻力增大，風機電耗增大，結渣嚴重時，還會使鍋爐出力降低。減少受熱面的結渣、積***堵***灰的主要措施有：1***定期吹灰;2***使用除渣劑或清灰劑;3***避免鍋爐在低負荷下執行並減少鍋爐啟停的次數。
5.1.2增加或改進尾部受熱面
許多中小型工業鍋爐的排煙溫度均在***300℃左右，有的高達400℃***，此時，宜增設鍋爐尾部受熱面以降低排煙溫度，尾部受熱面即指省煤器和空氣預熱器。尾部受熱面工作特點是：受熱工質和煙氣溫度均較低，使傳熱溫差較小，在傳熱量相同時，使金屬耗量增加，投資增加。增設尾部受熱面，會使通風阻力增加、風機電耗增加、鍋爐執行費用增加，因此，排煙溫度並非越低越好。合理的排煙溫度必須從金屬與燃料的比價、執行維修費用的增加等方面進行技術經濟比較來確定。顯然在確定排煙溫度時，還應確保在額定負荷條件下，不發生低溫結露，以免積灰和腐蝕。
5.2杜絕漏風減少排煙量
影響排煙熱損失的另一個重要因素是排煙量。在同樣排煙溫度下，排煙量越大，則q2也將越大。在燃料的成分確定後，排煙量的大小主要取決於助燃空氣量的多少***通常以爐膛的過剩空氣係數α1表示***和沿程各處煙道的漏風量的大小***以漏風係數△α表示***，***其相互關係如圖1***。
應設法杜絕或減少漏風。因漏風不僅會使排煙量增大，還可能使排煙溫度提高。這是由於冷空氣漏入後，漏風處煙溫降低，使漏風點以後所有受熱面的傳熱量減少，從而導致排煙溫度升高。漏風點越靠近爐膛對排煙溫度的影響就越大。爐膛和煙道的漏風不僅會增大q2，還會增大煙道通風阻力和引風機的電耗;爐膛大量漏風會降低爐溫，影響燃燒的正常進行;當漏風量過大而超過引風機的抽吸能力時，就會導致鍋爐出力的降低。所以應竭力杜絕和減少漏風。
5.3合理組織燃燒減少燃燒損失
5.3.1鏈條爐爐排上的燃燒過程
新煤進入爐膛後經歷烘乾、析出揮發分、揮發分著火燃燒、焦炭著火燃燒和燃盡階段。上述各階段沿爐排長度方向依次進行，但又同時發生***如圖2***。
5.3.2機械拋煤鏈條爐的燃燒過程
拋煤機爐的加煤方式與鏈條爐截然不同。在拋煤機爐中，燃料是由拋煤機丟擲並播撒在整個爐排面上。由於煤粒大小不同，較大煤塊獲得較大的動能而被拋到較遠的爐排面上，較小的煤粒因受到較大的爐膛氣流阻力，被丟擲的距離較近。所以機械拋煤鏈條爐爐排移動方向與一般鏈條爐相反，是自爐後向爐前移動，這樣才可使較大的煤塊在爐排上有較長的時間進行燃燒並燃盡。機械拋煤鏈條爐的特點：拋煤機鏈條爐具有執行機動靈活、煤種適應性好、著火條件優越、負荷調節效能好、爐子封火和拉火再啟動方便等優點。同時也存在一定的缺點，如：飛灰熱損失高，飛灰對受熱面磨損較嚴重，低負荷時容易冒黑煙等。
5.4合理組織燃燒的措施
5.4.1合理配風
空氣是保證燃燒不可缺少的物質，空氣供應是否充足和合理對鍋爐的安全、經濟性和出力等都有很大的影響。對鏈條爐沿爐排長度和寬度有不同的配風要求。
***1***沿爐排長度方向應合理配風。鏈條爐燃燒各階段所需空
氣量是不同的，爐排中段燃燒最旺盛需空氣量最大;在爐排頭尾兩段以揮發分和殘炭的燃燒為主，故只需少量空氣;在新燃料尚未點燃前需極少量空氣甚至不需空氣。應指出：當燃用不同煤種時，各小風室配風比例應有所調整，如燃燒無煙煤時，因其揮發分含量少，著火溫度高，爐排前段應少配或不配風，若燃燒揮發分較高的煤時，前段的送風量應適當提高。
***2***沿爐排寬度方向應均勻配風。沿爐排寬度方向上的合理配風方法是均勻配風，以使燃燒均勻，防止出現火口等不正常燃燒現象。產生寬度方向上配風不均的原因主要有：分流引起水平流速發生變化、爐排側密封不嚴和煤層阻力分佈不均。如：採用雙面進風、採用等壓風室等，儘量使水平風速保持不變，減少側漏風量，大於50mm的塊煤應先進行破碎，避免配風不均或形成火口。
5.4.2爐膛空間氣流的合理組織
爐膛空間氣流的合理組織，由前後拱、二次風來完成。如前所述，從鏈條爐排各處上升的氣體成分很不一致，在爐排頭尾存在大量過剩空氣;在爐排中部因燃料層上部存在還原區而存在許多CO、H 2等氣體。另外，大部分揮發分及被吹起的細煤末也是在爐膛中部空間燃燒，尤其在拋煤爐的懸浮空間中細煤粒更多。為使它們能夠燃盡以減少不完全燃燒損失，需加強空間氣流的混合和攪拌。這可由前、後拱的配合及二次風來完成***如圖3***。
後拱的作用是將爐膛後部的過剩空氣及高溫煙氣推向前部，在由前後拱形成的“喉口”處與爐膛前部的過剩空氣和揮發分混合，促使可燃氣體充分燃燒。同時，由於後拱低而長，可減少燃料層對受熱面的直接輻射，保持燃盡階段所需要的溫度，減少機械不完全燃燒損失及飛灰量。應指出，除了上述作用外，前後拱對加快新燃料的著火也起很大作用。
二次風的作用是加強爐內氣流的攪拌與混合。同時利用兩股二次風對吹，可使爐內氣流產生旋渦運動，從而增加可燃物在爐內的行程，增加燃燒時間。同時，因氣流的旋渦分離作用，可使一部分飛灰落回到爐排上，從而減少飛灰量及機械不完全燃燒熱損失。對拋煤機爐而言，為減少揚析飛灰損失，二次風的正確組織更顯得十分重要。
二次風應具有足夠的動量，即要有一定的風量和風速。在總風量一定的條件下，為保證爐排上主燃燒的風量及爐排的冷卻，一次風不宜過小，因此二次風量不大，一般佔總風量的5%～10%，視煤種而異，如煤中細末過多，二次風則多用於攪拌和助燃。二次風量不大但風壓要高，因流速大才有強的穿透能力，才能起到攪拌和混合作用。二次風介質可用熱空氣、煙氣或蒸汽。二次風噴口裝設的地點最好能接近煤層，但同時應不接觸煤層表面，以免影響煤層的穩定。
5.4.3燃料層上燃燒的調節與控制
鏈條爐燃燒出力的調節可通過改變煤層厚度、送風量及爐排速度來實現，拋煤機爐中給煤量的調節則主要靠改變拋煤機的轉速及爐排速度來實現。三個可調因素應合理配合以保證燃燒工況正常。好的燃燒工況是：在距煤閘門約0.3m處開始著火，過早可能燒燬煤閘門，過遲則會使燃燒階段推後，以致尚未燃盡就排入灰渣鬥;火床上沒有發黑和噴火發紅的地區，火床平整，不冒黑煙，在擋灰板***老鷹鐵***前約0.3～0.5m處燃燒完畢，灰渣呈暗色。
5.5加強絕熱保溫減少散熱損失***q 5***提高鍋爐執行的熱效率
5.6保證鍋爐給水品質
鍋爐受熱面上結垢會極大降低傳熱能力***水垢的導熱係數僅是鋼的1/100～1/200***，使排煙溫度升高，增加燃料消耗;水垢還會影響水迴圈的正常進行、造成管子過熱甚至爆管。工業鍋爐的給水必須按規程規範要求進行給水處理。司爐必須加強對水質的監查，及時清除水垢，以減少能源浪費、提高執行安全。
5.7改進操作、加強維護
提高司爐人員操作水平，如上煤、除渣、吹灰、清爐等操作不當，還會造成冷風漏入爐膛，惡化燃燒，也會浪費燃料。鍋爐執行一段時間以後，受熱面內部會結垢、外部會積灰，如不及時清除，就會導致傳熱惡化，熱效率下降、煤耗增加;煙道擋火牆如損壞而未及時修理，煙氣就會短路***不經受熱面***，使排煙溫度升高，出力下降，熱效率降低;爐牆或門孔裂縫漏風、有的閥門不嚴、漏汽漏水等都會浪費大量煤炭。因此，要定期對鍋爐進行機械或化學清洗、按期進行檢修、注意維護和保養並保持裝置完好，這也是保證鍋爐正常執行、節煤的重要措施。
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