李衛(wèi)東,齊 會,田世華,王 穎

(1.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院 ,河南鄭州 450008;2.河南省化工壓力容器檢測中心站 ,河南鄭州 450009;3.河南省科研生產(chǎn)試驗基地管理辦公室 ,河南鄭州 450008)

淺談化工行業(yè)在用供熱鍋爐節(jié)能技術(shù)

李衛(wèi)東1,齊 會2,田世華3,王 穎3

(1.河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院 ,河南鄭州 450008;2.河南省化工壓力容器檢測中心站 ,河南鄭州 450009;3.河南省科研生產(chǎn)試驗基地管理辦公室 ,河南鄭州 450008)

介紹了一些可以投資少,見效快的鍋爐節(jié)能技術(shù),以期為化工行業(yè)鍋爐改造提供一些思路。

鍋爐 ;節(jié)能

1 前言

供熱鍋爐是我國國民經(jīng)濟生產(chǎn)、生活中的重要設(shè)備,使用廣泛,需求量大。據(jù)測算,燃煤供熱鍋爐每年燃用煤炭約 4億 t(標準煤)。但由于結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、制造質(zhì)量不良、所用煤種與設(shè)計不符、運用操作不當?shù)?目前供熱鍋爐普遍存在出力不足、熱效率低下、輸出參數(shù)不合格,污染嚴重等問題。盡管供熱鍋爐在節(jié)能新技術(shù)、新產(chǎn)品應(yīng)用方面取得了一些成果,但與發(fā)達國家相比還有相當大的差距,因此具有很大的節(jié)能潛力。

鍋爐節(jié)能的措施有很多種,可以采用新設(shè)計從根本上更改,也可以采用新技術(shù)對當前使用的鍋爐進行技改。但有部分在用鍋爐還應(yīng)該從實際出發(fā),在鍋爐的運行管理和系統(tǒng)上采取措施,以達到提高鍋爐效率和節(jié)能減排的目的。

2 供熱鍋爐運行節(jié)能技術(shù)

2.1 過量空氣系數(shù)的調(diào)整

在保證燃料燃燒完全的條件下,保持盡可能低的過量空氣系數(shù)有助于降低排煙熱損失。此外,低的過量空氣系數(shù)還可以使燃燒用空氣量和排煙量減少,節(jié)省通風動力,也有助于減少 SO2的產(chǎn)生,提高煙氣酸露點溫度,減輕受熱面的低溫腐蝕。目前在供熱鍋爐的實際運行中,過量空氣系數(shù)往往很大。要把過量空氣系數(shù)降下來,達到提高熱效率,節(jié)約煤炭、防止污染環(huán)境的目的,比較切實可行的做法有兩種：一是定期進行熱工測試,二是安裝必要的低氧燃燒控制儀表。

2.2 燃料量與風量的調(diào)節(jié)

根據(jù)鍋爐負荷的變化增減燃料,同時通過對送引風機的調(diào)整,維持合理的燃料風量比。當鍋爐培養(yǎng)負荷時,必須使燃料量和風量的增減密切配合,力求使爐膛內(nèi)的火力維持均勻、穩(wěn)定;并達到燃料的完全燃燒,以降低熱損失,提高熱效率。

2.3 均勻分層燃燒技術(shù)

分層給煤裝置和均勻分層燃燒技術(shù)具有節(jié)能與環(huán)保的雙重效益,它由四項技術(shù)組成。①用均勻給煤技術(shù),解決煤倉顆粒不均而導(dǎo)致的爐排上煤層橫斷面顆粒不均勻影響燃燒的問題;②用均勻分層給煤技術(shù)使煤層顆粒按下大上小逐級均勻排列,使煤層任何斷面上的分層顆粒一致,解決了原始密實煤層通風不良缺氧燃燒的問題;③能使煤層上面小顆粒,在火床上跳躍起來半沸騰燃燒;④使燃煤中的煤粉在火床上方空間,類似煤粉爐懸浮燃燒。實踐證明,這項燃燒技術(shù)提高了煤的燃燒效率和鍋爐對煤種的適應(yīng)性。

2.4 加強鍋爐的保溫、堵漏、防泄、防冒

由于爐墻、勢力管道系統(tǒng)的溫度高于周圍的溫度,容易產(chǎn)生散熱損失;所以要重視并加強爐墻和管道的保溫,減少散熱損失,提高鍋爐熱效率。同時,鍋爐爐膛和尾部煙道漏風、熱力管道及法蘭、閥門處蒸汽和熱水的“跑、冒、滴、漏”等現(xiàn)象也普遍存在,要及時維修,減少這些熱損失。

2.5 吹灰及防渣

積灰對鍋爐熱效率的影響是很明顯的,及時而有效地清除鍋爐受熱面的積灰,能提高鍋爐的熱效率。但吹灰次數(shù)太多,會帶來不必要的耗費和爐管的磨損與侵蝕;吹灰周期太長,會產(chǎn)生因燒結(jié)時間增長,積灰硬度大大增加、吹灰效果不好等現(xiàn)象。適當?shù)拇祷抑芷诳墒瑰仩t運行工況處于最佳水平。普遍采用的蒸汽吹灰方法在使用中往往會使煙氣的溫度增加,更容易造成受熱面的積灰和堵塞,對含鈣量或含硫量較高的積灰,這個問題更加嚴重。近年來,出現(xiàn)了許多新型除灰技術(shù),如燃燒氣脈沖技術(shù)、聲波吹灰等。

2.6 水的除垢與阻垢

鍋爐受熱面結(jié)水垢時,受熱面熱阻會增大,傳熱性能變差,降低鍋爐熱效率,縮短鍋爐的使用奉命,甚至危害鍋爐安全運行。為了阻止水垢形成,鍋爐用水要進行預(yù)處理,除去水中含有的懸浮物并降低水的硬度。鍋爐一但結(jié)垢,就必須進行鍋爐除垢,鍋爐內(nèi)的除垢主要可以分為加堿處理法、加磷酸鹽處理法、加復(fù)合防垢劑處理法、石墨處理法等。

2.7 輔助設(shè)備的優(yōu)化運行

鍋爐的運行過程中負荷改變是經(jīng)常的,當鍋爐負荷改變時,就要求輔助設(shè)備作相應(yīng)改變,采用風機的變頻調(diào)速技術(shù),能有效地降低風機的能耗。此外,旋風除塵器有易堵塞、易漏風的缺點,堵塞、漏風會使除塵器運行效率低下,因此還應(yīng)注意除塵設(shè)備的節(jié)能運行。

3 供熱系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

3.1 凝結(jié)水回收

提高凝結(jié)水和廢蒸汽的回收率是鍋爐節(jié)能的另一重要環(huán)節(jié)。提高凝結(jié)水回收率不僅使鍋爐軟化水補充量減少,減輕水處理系統(tǒng)的負荷;同時使給水溫度提高,達到節(jié)煤、節(jié)電、節(jié)約軟水和提高用汽設(shè)備交換能力的目的。

3.2 鍋爐排污水的回收和利用

降低鍋爐排污熱損失的途徑有兩種：①鍋爐給水處理,對給水進行脫堿去鹽處理,使鍋爐排污量減少;②對排污進行回收和利用,如設(shè)置定期排污膨脹器連續(xù)排污膨脹器,二次蒸汽用來加熱除氧器給水,高溫提法水通過換熱器預(yù)熱給水。

3.3 蒸汽蓄熱器的工作原理

當鍋爐負荷減少時,將鍋爐多余蒸汽供入蒸汽蓄熱器內(nèi),使蒸汽在一定壓力下變?yōu)楦邏猴柡退?當供熱負荷增加、鍋爐蒸發(fā)量供不應(yīng)求時,降低蓄熱器中壓力,高壓飽和水即分離為蒸汽和低壓飽和水,產(chǎn)生的蒸汽供用戶使用。工業(yè)鍋爐房設(shè)置蓄熱器后,使鍋爐在正常負荷下運行,清除了負荷波動對鍋爐燃燒和熱效率的影響,提高了鍋爐的熱效率。

3.4 蒸汽熱能階梯利用

各種蒸汽熱能利用設(shè)備,由于其使用目的不同,它所需的能質(zhì)水平是不同的。對于可用較低品位便能滿足使用要求的,以高品位能源供其利用,便會形成大量的有用能的損失,造成不合理用能。一個企業(yè)如果具有多種用能設(shè)備,為了合理用能,就必須從系統(tǒng)節(jié)能出發(fā),用總能系統(tǒng)和熱力學(xué)優(yōu)化方法,對各種用能設(shè)備進行分級組合和參數(shù)匹配,將能源按質(zhì)量高低串級利用,可達到節(jié)能目的。如蒸汽按壓力梯級使用、燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)、熱電聯(lián)產(chǎn)等系統(tǒng)。

3.5 供熱鍋爐的自動化控制

在鍋爐運行中,為適應(yīng)鍋爐負荷變化,常需要進行必要的燃燒調(diào)整。鏈條爐常需要進行煤層厚度、分段送風、爐排速度、二次風量和過量空氣系數(shù)的調(diào)整。鍋爐的燃燒好壞與運行操作技術(shù)有很大關(guān)系。為了減少由于操作不當對燃燒的影響,便于迅速根據(jù)負荷變化進行燃燒調(diào)整,提高鍋爐熱效率,只能實現(xiàn)鍋爐燃燒的自動化控制。燃燒自動化一般以蒸汽壓力為調(diào)整參數(shù),根據(jù)蒸汽壓力的高低來調(diào)整爐排速度及進風和引風量。

3.6 鍋爐房管理與節(jié)能

由于傳統(tǒng)設(shè)計的工業(yè)鍋爐房環(huán)境條件差,加上一般用戶的鍋爐只是生產(chǎn)輔助系統(tǒng),鍋爐房大多使用沒有專業(yè)知識和技術(shù)水平的工人,難以做好運行操作和設(shè)備保養(yǎng),導(dǎo)致鍋爐運行效率低。所以,按照燃燒工業(yè)鍋爐強制性國家能效標準,建立嚴格的管理制度和操作規(guī)章,對鍋爐管理人員進行培訓(xùn),提高工人節(jié)能意識和節(jié)能技術(shù),加強設(shè)備的日常保養(yǎng)和維修管理,從而使鍋爐保持良好的工作狀態(tài),是鍋爐節(jié)能并提高效率的重要基礎(chǔ)。此外,還應(yīng)加強對節(jié)能環(huán)節(jié)的監(jiān)督管理工作。

以目前中國的能源利用效率的現(xiàn)狀來看,節(jié)能比新建鍋爐房、增加供熱機組、發(fā)展水電、火電、核電都要廉價,而且潛力巨大。節(jié)能已是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針。但我國供熱鍋爐的節(jié)能監(jiān)督管理也相對薄弱,還應(yīng)進一步加強。

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：1003-3467(2010)14-0051-02

2010-05-21

李衛(wèi)東(1976-),助理工程師,主要從事技術(shù)監(jiān)督方面工作,電話：13837122020。