① 工業鍋爐如何選型,壓力,噸數等
工業鍋爐應該如何選型
企業在鍋爐選型中要考慮的問題概括如下:
1、 企業本身在生產工藝上或採暖供熱上需要多少蒸汽和熱水的供熱量。
2、 鍋爐蒸汽參數或熱水參數。
3、 進行蒸汽鍋爐和熱水鍋爐選用關系分析。
4、 工業鍋爐爐型的選擇。
5、 鍋爐燃用的煤種。
6、 其他如外形尺寸、負荷變化等。
1、如何確定鍋爐的容量和台數
選購鍋爐時如何確定鍋爐的容量是一個重要的問題。一般地說應根據生產工藝上用汽量或採暖面積及生活用熱水需要的供熱量來確定鍋爐的出力或容量。首先用戶要弄清總的負荷范圍;其次是高峰情況,包括高峰負荷持續時間,高峰的頻率,也就是高峰出現的周期性,例如每月高峰出現次數,每周、每月以及一年內冬夏季的差異。摸清總的負荷需要和高峰後就可以考慮設備容量和台數選擇。在選擇時還要考慮事故停爐備用量問題。備用量一般來說是指一台備用鍋爐。這需要根據用戶本身的重要性來確定,如果生產使用上連續性要求較高必須認真考慮備用設備的問題。
一般鍋爐的經濟負荷在額定負荷75%以上,所以經常應使在用的鍋爐的實際負荷是在機組本身額定負荷50%以上,也就是說製造廠提供的設備在額定出力50%~100%間應保持穩定的高效。以往用戶為了安全起見時有購置過多富餘量情況,致使設備常期在低負荷下運行,很不經濟。一般總容量在8噸/時或熱功率在6兆瓦(MW)以上的鍋爐房,以選用三台的設備容量較合適。由於冬、夏季的差異,可以選購不同出力的設備。但是對於新建鍋爐房選擇出力相同設備在操作、維修、管理等方面都有比較方便、經濟。這樣的鍋爐房輔機配套布置可以合理安排。如果考慮到高、低峰和冬、夏季等差異較大情況下,也可選擇二大一小的設備。根據情況需要新建鍋爐房,選擇比三台更多一些設備亦可,但不宜過多,與其採用很多台的設備不如選擇高一檔容量的設備。在目前國內設備質量情況下,考慮備用機組是必要的。
國外設備的可靠性利用率較高,但是他們考慮到初投資費用與日後運行維護費用相比數目小,所以一般都考慮備用設備。萬一有事故停爐情況發生就把備用設備頂上,這樣就保證了使用要求。國外在對設備調節比上有較高要求時,主要著重於燃燒設備選擇上。我國目前燃燒設備品種還不多,在這方面選擇餘地並不多。
國外對高峰時間不長的負荷,建議用蓄熱器或大水容量的出力較大的鍋殼式蓄熱型內燃鍋爐(Thermal Storage Boiler)來承擔。
我國近年來在蓄熱器方面也做了不少工作,確實有節能效果。蓄熱器是一個體積較大的蓄熱容器和附屬的調節閥門、管理等組成的裝置,是蓄聚熱能的設備。蓄熱器存放蓄聚的介質大都是水(亦有其他介質蒸氣等)。貯存於蓄熱器中的高溫水隨時可釋放蒸汽以滿足生產需要。它能使鍋爐經常在高效穩定負荷下運行,因此是一種節能裝置。它在某種程度上能減小工礦企業對鍋爐設備投資。我國很多工礦企業的用汽量在一天24小時內是不均勻的,有高峰、有低荷。一班制工廠早晨8時上班,在9時後各車間用汽負荷迅速上升,中午12時稍有降低,在下午1點左右又升至高峰,到四點左右負荷又回至低荷甚至壓火。二班制、三班制負荷情況各異。因此鍋爐的操作運行要求較高。如果工廠高、低負荷,瞬時變化很大,為了保持汽壓穩定,和一定的鍋爐效率就必須有完善的燃燒自動控制裝置。採用蓄熱器後,鍋爐可經常保持在額定負荷或經濟負荷下運行,簡化了操作運行。在工廠熱負荷達高峰時,蓄熱器能釋放蒸汽,當熱負荷低時,鍋爐生產的多餘蒸汽,可蓄貯在蓄熱器內。選擇蓄熱器前,工礦企業應對本部門用汽負荷進行統計,畫出負荷曲線。分析研究負荷分配的情況及均衡用汽量的辦法,最後確定有無選用蓄熱器的必要。
2、如何確定蒸汽和熱水的參數
用戶要根據使用要求確定蒸汽或熱水參數。工礦企業在生產上所需要的鍋爐大多是蒸汽鍋爐。蒸汽大多用於生產中需要一定溫度的熱量來滿足生產工藝上要求的情況,如紡織印染、食品製糖、橡膠造紙、石油化工等行業。因此要按照生產工藝規定要求,確定鍋爐的飽和蒸汽參數。飽和蒸汽的優點就是能保證生產上需要的恆定溫度。
一般鍋爐的壓力總是要高於生產上需要的飽和蒸汽壓力,其理由是要克服管道或管網中壓力損失。目前很多情況是鍋爐銘牌壓力遠大於生產上需要的壓力。例如很多用戶選購了13壓鍋爐,而實際上只用5表壓或6表壓的運行壓力。在這樣低壓力下運行,對蒸汽品質有不良影響。因為壓力降低,蒸汽比容增加,出口處流速大大增加,使蒸汽帶水現象上升。一般生產實際需要的壓力加上克服全部管道阻力需要的壓降後再加上25%~30%的壓力餘量就已夠了。
給水泵的揚程按鍋爐銘牌配套,鍋爐實際運行壓力過低,給水泵電能消耗顯然是極大浪費。
用於小型發電廠的鍋爐蒸汽參數,可按汽機需要參數配。大部分用25表大氣壓的過熱蒸汽。如果汽機是13表大氣壓的過熱蒸汽,則鍋爐應選用16表大氣壓的過熱蒸汽參數為宜,這樣可使蒸汽品質更加好一些。
對於城市、工廠採暖供熱所需要的熱水鍋爐,目前常用的溫度參數為供、回水溫度95/70攝氏度。目前國內城市供熱有三種型式;熱電廠、區域鍋爐房以及分散的小容量鍋爐房供熱。前二者為集中供熱,以區域鍋爐房供熱為發展方向,當前以分散小容量鍋爐房為多。對於區域集中供熱,高溫熱水鍋爐、供、回水溫度將發展130/70參數。目前熱水鍋爐產品中已有95/70、115/70、130/70三檔可供選擇。實際使用中的熱水鍋爐運行壓力大部分低於設計壓力,主要是受原管網系統限制。
3、蒸汽鍋爐和熱水鍋爐選用關系
由於熱水採暖比蒸汽採暖節能舒適,及節能要求蒸汽採暖改為熱水採暖。擔是在不少工礦企業的生產工藝上仍需要蒸汽加熱,因此企業用戶就存在既需要蒸汽又需要熱水的情況。在這種情況下如何選型是一個比較復雜的問題。需選用什麼設備要具體分析。大致估計有以下幾種情況:
A、工礦企業經常使用的蒸汽量很大而採暖用熱水量不大進,可用蒸汽鍋爐,另外配置面式熱交換器生產熱水。
B、當採暖系統使用熱水量很大,需要的蒸汽量很小,但壓力較高時,不妨在熱水鍋爐外另設置一台小的蒸汽鍋爐用為汽源。
C、當熱水量和蒸汽量都比較小時可選用汽、水兩用的鍋爐。
D、當熱水量和蒸汽量都是很大時,則要從系統上來研究。
4、燃煤品種和選型關系
我國絕大部分工業的生活鍋爐的燃料是煤。煤的特性比較復雜,例如無煙煤難於著火,高灰分劣質煤亦不易著火,褐煤雖然揮分很高,但水分亦高,著火亦較難。這些難著火的煤對爐拱設計都有特殊要求,這方面的問題比較復雜。工業發達國家,鍋爐燃燒品種經過篩選比較穩定。我國市場上供應的大部分是原煤,而原煤來源的品質都難以保持穩定。特別地方小窯煤產的煤投入市場,使燃煤品種更加復雜。因此用戶在選購設備之前,必須和當地燃料供應部門認真研究燃煤品種的發展趨勢,以保證爐型、拱型適宜。
5、工業鍋爐型的選擇
A、燃燒設備的類型
選擇燃燒設備首先決定於企業用戶使用的燃料品種,但是燃燒設備在燃料適應程度上亦交錯。簡單概括如下:
鏈條爐排在爐拱的配合下能燃用較廣泛的煤種。但是在已給定的爐拱下,燃煤的適應性亦在一定范圍。由於鏈條爐排的金屬耗量較大,發熱值低的燃煤需要大的爐排面積,金屬耗量隨之增大。所以鏈條爐排適用於中等以上燃煤(發熱值在4000大卡/小時以上),尤其是適宜於優質煤。
往復爐排能使燃煤生產攪拌作用,因此燃用煤種較廣泛。但是由於往復爐排冷卻的條件下不如鏈條爐排,適用燒灰分較多的燃煤,因為灰分能起到保護爐排片不能使它過熱而燒壞。適用於熱值在2700~4500大卡/公斤的燃煤。
拋煤機倒轉爐排具有燃煤適應性廣的特點,但不適宜燒無煙煤,因為無煙煤的層燃爐上需要長後拱,而拋煤機要開式爐膛,帶二次風。拋煤機帶有半懸浮燃燒性質,調節負荷靈敏。但是拋煤機爐排煙含塵量高。所以要發揮拋煤機爐優點首先要把降低排煙含塵量工作做好。如原煤顆粒度中細屑不能多,爐內二次風的運用,飛灰收集復燃裝置等等措施跟上,把排煙含塵量減小到接近或略高於鏈條爐的水平,用戶才能選用。
沸騰爐是國內、外都在積極開發的新爐型。國外發展沸騰爐側重於環保角度的考慮,國內則更多側重燃用劣質煤上的考慮。它能燃用1300大卡/公斤發熱值以上的任何煤種。在燃用優勢煤和低質煤時,燃燒室受熱面布置,操作方式等方面有所不同。沸騰爐金屬耗量較小,成本低,有較大發展前途。
煤粉爐總的說不適宜於20噸/時容量以下的小型工業鍋爐,這是由於輔助裝置復雜,不經濟。我國中南地區採用煤粉、甘蔗渣兩用爐也都是10噸/時以上容量。
B、「鍋」的型式的選用
在「鍋」的型式上目前有:鍋殼式(火管)、水火管混合式、水管式三種,三種型式各有特點。鍋殼式和水火管式適宜於較小容量的鍋爐,如4噸/時及以下容量。水管鍋爐適宜於容量較大的鍋爐如4噸/時及以上鍋爐。總的說水管鍋爐安全性好。在同樣外形尺寸條件下水管鍋爐的爐膛可以稍高一些,布置爐拱條件比鍋殼式和水火管式要好,有利於燃燒。
6、其他因素和選型關系
除了鍋爐出力、工質參數、燃煤品種三個最基本因素外還有其他方面如外形尺寸、負荷波動性、水源水質、空氣污染、機械化、自動化程度,都和主、輔機選型有關。鍋爐外形尺寸對於在原有鍋爐房內擴建須加以考慮,例如同樣型號的10噸/時,6噸/時和6.5噸/時雙鍋筒橫置式(SHL)鍋爐,不同廠的產品,尺寸高低相差很大,用戶要摸清製造廠產品情況。
總起來說選型是一個比較復雜的問題,不是理論上探討就能解決的問題。選型時最關鍵的問題是要在各類產品的真實質量情況。我們上面分析的選型因素是在各類產品保證可靠質量的基礎上而論的。如果產品的質量不好,那麼選型的理論再好也是空講。所以歸根到底產品質量和產品品種是選型的基本保證。只有在多品種、高質量基礎上才能使選型工作達到預期效果。
工業鍋爐如何選型, 選購鍋爐時如何確定鍋爐的容量是一個重要的問題。一般地說應根據生產工藝上用汽量或採暖面積及生活用熱水需要的供熱量來確定鍋爐的出力或容量。
工業鍋爐選型探討
企業在選購鍋爐設備時必須弄清企業本身的需要和市場鍋爐製造廠產品情況,在鍋爐選型中要考慮的問題概括如下:
1、 企業本身在生產工藝上或採暖供熱上需要多少蒸汽和熱水的供熱量。
2、 鍋爐蒸汽參數或熱水參數。
3、 進行蒸汽鍋爐和熱水鍋爐選用關系分析。
4、 工業鍋爐爐型的選擇。
5、 鍋爐燃用的煤種。
6、 其他如外形尺寸、負荷變化等。
(一)、如何確定鍋爐的容量和台數
選購鍋爐時如何確定鍋爐的容量是一個重要的問題。一般地說應根據生產工藝上用汽量或採暖面積及生活用熱水需要的供熱量來確定鍋爐的出力或容量。首先用戶要弄清總的負荷范圍;其次是高峰情況,包括高峰負荷持續時間,高峰的頻率,也就是高峰出現的周期性,例如每月高峰出現次數,每周、每月以及一年內冬夏季的差異。摸清總的負荷需要和高峰後就可以考慮設備容量和台數選擇。在選擇時還要考慮事故停爐備用量問題。備用量一般來說是指一台備用鍋爐。這需要根據用戶本身的重要性來確定,如果生產使用上連續性要求較高必須認真考慮備用設備的問題。
一般鍋爐的經濟負荷在額定負荷百分之75以上,所以經常應使在用的鍋爐的實際負荷是在機組本身額定負荷百分之50以上,也就是說製造廠提供的設備在額定出力百分之50~百分之100間應保持穩定的高效。以往用戶為了安全起見時有購置過多富餘量情況,致使設備常期在低負荷下運行,很不經濟。一般總容量在8噸/時或熱功率在6兆瓦(MW)以上的鍋爐房,以選用三台的設備容量較合適。由於冬、夏季的差異,可以選購不同出力的設備。但是對於新建鍋爐房選擇出力相同設備在操作、維修、管理等方面都有比較方便、經濟。這樣的鍋爐房輔機配套布置可以合理安排。如果考慮到高、低峰和冬、夏季等差異較大情況下,也可選擇二大一小的設備。根據情況需要新建鍋爐房,選擇比三台更多一些設備亦可,但不宜過多,與其採用很多台的設備不如選擇高一檔容量的設備。在目前國內設備質量情況下,考慮備用機組是必要的。
國外設備的可靠性利用率較高,但是他們考慮到初投資費用與日後運行維護費用相比數目小,所以一般都考慮備用設備。萬一有事故停爐情況發生就把備用設備頂上,這樣就保證了使用要求。國外在對設備調節比上有較高要求時,主要著重於燃燒設備選擇上。我國目前燃燒設備品種還不多,在這方面選擇餘地並不多。國外對高峰時間不長的負荷,建議用蓄熱器或大水容量的出力較大的鍋殼式蓄熱型內燃鍋爐(Thermal Storage Boiler)來承擔。
我國近年來在蓄熱器方面也做了不少工作,確實有節能效果。蓄熱器是一個體積較大的蓄熱容器和附屬的調節閥門、管理等組成的裝置,是蓄聚熱能的設備。蓄熱器存放蓄聚的介質大都是水(亦有其他介質蒸氣等)。貯存於蓄熱器中的高溫水隨時可釋放蒸汽以滿足生產需要。它能使鍋爐經常在高效穩定負荷下運行,因此是一種節能裝置。它在某種程度上能減小工礦企業對鍋爐設備投資。我國很多工礦企業的用汽量在一天24小時內是不均勻的,有高峰、有低荷。一班制工廠早晨8時上班,在9時後各車間用汽負荷迅速上升,中午12時稍有降低,在下午1點左右又升至高峰,到四點左右負荷又回至低荷甚至壓火。二班制、三班制負荷情況各異。因此鍋爐的操作運行要求較高。如果工廠高、低負荷,瞬時變化很大,為了保持汽壓穩定,和一定的鍋爐效率就必須有完善的燃燒自動控制裝置。採用蓄熱器後,鍋爐可經常保持在額定負荷或經濟負荷下運行,簡化了操作運行。在工廠熱負荷達高峰時,蓄熱器能釋放蒸汽,當熱負荷低時,鍋爐生產的多餘蒸汽,可蓄貯在蓄熱器內。選擇蓄熱器前,工礦企業應對本部門用汽負荷進行統計,畫出負荷曲線。分析研究負荷分配的情況及均衡用汽量的辦法,最後確定有無選用蓄熱器的必要。
(二)、如何確定蒸汽和熱水的參數
用戶要根據使用要求確定蒸汽或熱水參數。工礦企業在生產上所需要的鍋爐大多是蒸汽鍋爐。蒸汽大多用於生產中需要一定溫度的熱量來滿足生產工藝上要求的情況,如紡織印染、食品製糖、橡膠造紙、石油化工等行業。因此要按照生產工藝規定要求,確定鍋爐的飽和蒸汽參數。飽和蒸汽的優點就是能保證生產上需要的恆定溫度。
一般鍋爐的壓力總是要高於生產上需要的飽和蒸汽壓力,其理由是要克服管道或管網中壓力損失。目前很多情況是鍋爐銘牌壓力遠大於生產上需要的壓力。例如很多用戶選購了13壓鍋爐,而實際上只用5表壓或6表壓的運行壓力。在這樣低壓力下運行,對蒸汽品質有不良影響。因為壓力降低,蒸汽比容增加,出口處流速大大增加,使蒸汽帶水現象上升。一般生產實際需要的壓力加上克服全部管道阻力需要的壓降後再加上百分之25~百分之30的壓力餘量就已夠了。
給水泵的揚程按鍋爐銘牌配套,鍋爐實際運行壓力過低,給水泵電能消耗顯然是極大的浪費。用於小型發電廠的鍋爐蒸汽參數,可按汽機需要參數配。大部分用25表大氣壓的過熱蒸汽。如果汽機是13表大氣壓的過熱蒸汽,則鍋爐應選用16表大氣壓的過熱蒸汽參數為宜,這樣可使蒸汽品質更加好一些。對於城市、工廠採暖供熱所需要的熱水鍋爐,目前常用的溫度參數為供、回水溫度95/70攝氏度。目前國內城市供熱有三種型式;熱電廠、區域鍋爐房以及分散的小容量鍋爐房供熱。前二者為集中供熱,以區域鍋爐房供熱為發展方向,當前以分散小容量鍋爐房為多。對於區域集中供熱,高溫熱水鍋爐、供、回水溫度將發展130/70參數。目前熱水鍋爐產品中已有95/70、115/70、130/70三檔可供選擇。實際使用中的熱水鍋爐運行壓力大部分低於設計壓力,主要是受原管網系統限制。
(三)、蒸汽鍋爐和熱水鍋爐選用關系
由於熱水採暖比蒸汽採暖節能舒適,及節能要求蒸汽採暖改為熱水採暖。擔是在不少工礦企業的生產工藝上仍需要蒸汽加熱,因此企業用戶就存在既需要蒸汽又需要熱水的情況。在這種情況下如何選型是一個比較復雜的問題。需選用什麼設備要具體分析。大致估計有以下幾種情況:
A、工礦企業經常使用的蒸汽量很大而採暖用熱水量不大進,可用蒸汽鍋爐,另外配置面式熱交換器生產熱水。
B、當採暖系統使用熱水量很大,需要的蒸汽量很小,但壓力較高時,不妨在熱水鍋爐外另設置一台小的蒸汽鍋爐用為汽源。
C、當熱水量和蒸汽量都比較小時可選用汽、水兩用的鍋爐。
D、當熱水量和蒸汽量都是很大時,則要從系統上來研究。
(四)、燃煤品種和選型關系
我國絕大部分工業的生活鍋爐的燃料是煤。煤的特性比較復雜,例如無煙煤難於著火,高灰分劣質煤亦不易著火,褐煤雖然揮分很高,但水分亦高,著火亦較難。這些難著火的煤對爐拱設計都有特殊要求,這方面的問題比較復雜。工業發達國家,鍋爐燃燒品種經過篩選比較穩定。我國市場上供應的大部分是原煤,而原煤來源的品質都難以保持穩定。特別地方小窯煤產的煤投入市場,使燃煤品種更加復雜。因此用戶在選購設備之前,必須和當地燃料供應部門認真研究燃煤品種的發展趨勢,以保證爐型、拱型適宜。
(五)、工業鍋爐型的選擇
A、燃燒設備的類型
選擇燃燒設備首先決定於企業用戶使用的燃料品種,但是燃燒設備在燃料適應程度上亦交錯。簡單概括如下:
鏈條爐排在爐拱的配合下能燃用較廣泛的煤種。但是在已給定的爐拱下,燃煤的適應性亦在一定范圍。由於鏈條爐排的金屬耗量較大,發熱值低的燃煤需要大的爐排面積,金屬耗量隨之增大。所以鏈條爐排適用於中等以上燃煤(發熱值在4000大卡/小時以上),尤其是適宜於優質煤。往復爐排能使燃煤生產攪拌作用,因此燃用煤種較廣泛。但是由於往復爐排冷卻的條件下不如鏈條爐排,適用燒灰分較多的燃煤,因為灰分能起到保護爐排片不能使它過熱而燒壞。適用於熱值在2700~4500大卡/公斤的燃煤。
拋煤機倒轉爐排具有燃煤適應性廣的特點,但不適宜燒無煙煤,因為無煙煤的層燃爐上需要長後拱,而拋煤機要開式爐膛,帶二次風。拋煤機帶有半懸浮燃燒性質,調節負荷靈敏。但是拋煤機爐排煙含塵量高。所以要發揮拋煤機爐優點首先要把降低排煙含塵量工作做好。如原煤顆粒度中細屑不能多,爐內二次風的運用,飛灰收集復燃裝置等等措施跟上,把排煙含塵量減小到接近或略高於鏈條爐的水平,用戶才能選用。沸騰爐是國內、外都在積極開發的新爐型。國外發展沸騰爐側重於環保角度的考慮,國內則更多側重燃用劣質煤上的考慮。它能燃用1300大卡/公斤發熱值以上的任何煤種。在燃用優勢煤和低質煤時,燃燒室受熱面布置,操作方式等方面有所不同。沸騰爐金屬耗量較小,成本低,有較大發展前途。
煤粉爐總的說不適宜於20噸/時容量以下的小型工業鍋爐,這是由於輔助裝置復雜,不經濟。我國中南地區採用煤粉、甘蔗渣兩用爐也都是10噸/時以上容量。
B、「鍋」的型式的選用
在「鍋」的型式上目前有:鍋殼式(火管)、水火管混合式、水管式三種,三種型式各有特點。鍋殼式和水火管式適宜於較小容量的鍋爐,如4噸/時及以下容量。水管鍋爐適宜於容量較大的鍋爐如4噸/時及以上鍋爐。總的說水管鍋爐安全性好。在同樣外形尺寸條件下水管鍋爐的爐膛可以稍高一些,布置爐拱條件比鍋殼式和水火管式要好,有利於燃燒。
(六)、其他因素和選型關系
除了鍋爐出力、工質參數、燃煤品種三個最基本因素外還有其他方面如外形尺寸、負荷波動性、水源水質、空氣污染、機械化、自動化程度,都和主、輔機選型有關。鍋爐外形尺寸對於在原有鍋爐房內擴建須加以考慮,例如同樣型號的10噸/時,6噸/時和6.5噸/時雙鍋筒橫置式(SHL)鍋爐,不同廠的產品,尺寸高低相差很大,用戶要摸清製造廠產品情況。
總體來說選型是一個比較復雜的問題,不是理論上探討就能解決的問題。選型時最關鍵的問題是要在各類產品的真實質量情況。我們上面分析的選型因素是在各類產品保證可靠質量的基礎上而論的。如果產品的質量不好,那麼選型的理論再好也是空講。所以歸根到底產品質量和產品品種是選型的基本保證。只有在多品種、高質量基礎上才能使選型工作達到預期效果。
② 工業燃煤鍋爐怎樣節能
工業鍋爐是重要的熱能動力設備,一般指容量小於或等於65蒸噸/時,壓力小於或等於3.82兆帕,溫度小於或等於450℃的各種容量和參數的鍋爐,它廣泛應用於工廠動力、採暖通風、熱電聯產和生活熱水供應,需求量很大。1998年末,全國在用工業鍋爐總數50.12萬台,合125.69萬蒸噸,年耗燃煤約3億噸。由於機組容量小,生產廠家混雜,產品質量參差不齊,加上燃煤供應以未經洗選加工的原煤為主,細顆粒煤比例過大,燃燒設備與燃料特性不適應,輔機不匹配和運行操作水平低等原因,鍋爐效率普遍較低。
由於產品技術水平和運行水平不高,鍋爐效率較低,加上量大面廣,全國工業鍋爐年排放溫室氣體二氧化碳約1.6億噸碳,煙塵380萬噸,二氧化碳530萬噸和大量的一氧化氮,是大氣環境污染的主要排放源之一。
因此用節能技術對工業鍋爐機組進行必要的改造,以消除鍋爐缺陷及改進燃燒設備和輔機系統,使其與燃料特性和工作條件匹配,使鍋爐性能和效率達到設計值或國際先進水平,從而實現大量節約能源和達到環境保護指標。例如,北京魯谷供熱廠投資20萬元,用分層燃燒技術對2台40噸/小時熱水鍋爐進行改造,改造後鍋爐效率達到83%,鍋爐出力增加,供暖能力由80萬平方米提高到131萬平方米,而且排塵量下降,整個投資在一個採暖期便全部回收。如果以單機容量10噸/小時為計算基數,鍋爐效率由62%提高到80%,以年運行5000小時計,則年節省原煤218噸,摺合標煤156煤當量,節能率22.5%,減排二氧化碳109噸。如果全國工業鍋爐有30%進行節能改造,按效率提高15個百分點計,全國可年節省標煤1290萬煤當量,減排二氧化碳903萬噸。因此市場潛力巨大,經濟效益和社會效益均好。
雙人字形節能爐拱
我國運行中的工業鍋爐大多數是35噸/小時以下的鏈條爐,爐拱只適應於典型設計煤種。在實際運行中,由於我國煤種復雜,質量參差不齊,因此常造成鍋爐燃燒不良、效率不高。上海交通大學的節能爐拱技術有效地解決了鍋爐的常見病。
上海滬東造船廠是中國船舶工業總公司的大型骨幹企業,該廠動力中心鍋爐房有兩台10噸/小時鏈條燃煤蒸汽鍋爐,向全廠供應生產、生活用蒸汽。當煤品質差及雨淋後煤含水量大時,鍋爐燃燒差,造成出力不足,影響生產。後該廠採用上海交通大學能源工程系的「雙人字形寬煤種節能爐拱技術」,先後對兩台鍋爐進行改造,取得了鍋爐煤種適應性好、出力大、爐渣含碳量低的良好效果,有力地保障了生產運行。
(1)雙人字形寬煤種節能爐拱技術
鍋爐在實際運行中經常遇到劣質煤或雨淋濕煤著火困難、難以燃盡的問題,因而導致鍋爐熱效率降低,蒸發量達不到額定值,且煙囪時常冒黑煙,造成環境污染。這與爐拱的結構設計有很大關系,因為爐拱通常按選定煤種設計,對不同煤種適應性差。以拋物面前拱和水平後拱的快裝鍋爐為例,這樣的爐拱結構往往在後拱區溫度偏低,著火難的劣質煤或雨淋濕煤因火焰燃程短而難以燃凈,因而導致鍋爐燃燒不良、效率不高、出力不足等現象。
解決上述問題的關鍵在於改進爐拱,以提高爐溫,延長燃程。「雙人字形寬煤種節能爐拱技術」是根據空氣動力學的原理,運用前拱輻射傳熱理論,創造性地把前後拱設計成有利於引導爐內高溫煙氣流向的人字形,從而解決一般鍋爐煤種適應性差的常見病。
人字形前拱保證了火焰順利向上流出拱區,並把熱量有效地輻射到新煤上,提高煤的烘乾和著火能力。壓低的前拱底部,又可以避免火焰灼燒煤閘門和煤斗的情況出現。比原來長,且具有一定反傾度的人字形後拱,可以保持後拱區足夠的爐溫,讓火焰燃程延長,便於煤炭殘渣燃凈,同時又能引導後部高溫煙氣流向前拱區,提高前拱區溫度,有利於劣質煤和雨淋濕煤的著火燃燒。
(2)技術經濟分析
通過對滬東造船廠中心鍋爐房1994年9月到2000年5月蒸汽產量、耗煤量、耗電量等按月進行統計,結合上海節能檢測中心對10噸/小時鍋爐進行現場測試。得出如下結論:
爐膛溫度提高了80℃~100℃,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69.29%提高到現在77.64%;節煤2914.5噸,折標煤2081.83噸,節電20萬度,節約資金94.19萬元,減排二氧化碳5639噸。
項目總投資10.76萬元,項目投資回收期6個月。
復合燃燒技術
齊齊哈爾啤酒廠是年生產能力達7萬噸,集制麥、釀造、包裝為一體的現代化啤酒生產企業。該廠啤酒生產工藝中的加熱、殺菌等所需蒸汽由動力車間提供。動力車間鍋爐房內原有1台10噸/小時和2台6.5噸/小時鏈條鍋爐,3台鍋爐總出力僅有12噸/小時,熱效率為50%~65%,其中10噸/小時鍋爐的出力僅為6噸/小時,熱效率為65%,運行狀況差,已不能滿足生產的要求。因此,該廠採用復合燃燒技術對10噸/小時鏈條鍋爐進行了改造。改造後,僅這一台鍋爐的出力就能達到14~15噸/小時,熱效率達75%,並停運了兩台6.5噸/小時鍋爐,不僅滿足企業用汽量的需求,而且可根據生產需求迅速調節負荷,並能適應不同的煤種,大大降低了生產成本。
該項目改造總投資為45.2萬元。投入使用後,節約原煤1758噸/年,節電約15萬度/年,年綜合效益達39.1萬元,年減排二氧化碳3416噸,投資回收期1.2年(煤價按180元/噸,電價按0.5元/度計)。對於使用鏈條鍋爐、拋煤機鏈條爐、快裝鍋爐、往復推動爐排鍋爐的企業,若鍋爐實際出力不足或需要增容,進行項目技術改造,均有意義。
復合燃燒技術鏈條鍋爐是一種常用的燃燒設備,在我國工業中廣泛使用,75噸/小時以下蒸汽鍋爐及29兆瓦以下熱水鍋爐多採用此種燃燒方式。鏈條鍋爐雖然是一種較好的燃燒設備,但在使用中存在一定缺點,主要是當煤種多變、煤質不好時,造成出力不足,熱效率偏低,運行較好時實際出力一般為額定出力的60%~70%,少數運行不好的僅在50%左右,實際熱效率僅在60%左右。
鏈條鍋爐加煤粉復合燃燒技術的主要目的是為了強化爐內燃燒過程,提高鍋爐燃燒效率及煤種適應性。從鍋爐燃燒理論可知,保持爐膛足夠高的溫度是保證鍋爐良好燃燒的首要條件,爐溫高則煤在爐內乾燥、干餾順利,達到著火溫度的時間短,著火容易。爐溫越高,對煤的燃燒越有利,煤種適應性也就越好。在現有燃煤鍋爐的燃燒方式中,煤粉爐的爐溫最高,煤種適應性最好,而且燃燒得比較完全,熱效率高。鏈條鍋爐加煤粉復合燃燒方式的機理是將鏈條爐排和煤粉這兩種不同的燃燒方式有機結合,共用在一台爐上,互為輔助,互為利用,揚長避短。在燃燒過程中,煤粉靠爐排火床點燃,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,改變了過去鏈條爐單純依靠爐拱熱輻射引燃的狀況,大大改善了鏈條爐排上新煤的著火條件;同時,穩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定地著火。
復合燃燒方式不僅保留了鏈條爐負荷適應性好、負荷調節方便的優點,而且還具有煤粉爐煤種適應性好、燃燒效率高的優點,從而使鍋爐在負荷多變,特別是改燒一般劣質煤情況下均能達到穩定高效燃燒。
③ 工業鍋爐中的"MW"和鍋爐噸數有什麼關系
鍋爐的功率(或出力)也就是鍋爐每小時產生的熱量。熱水鍋爐功率用MW(1MW=1000kW)或萬大卡/小時(萬kcal/h)表示。
蒸汽鍋爐的功率又稱蒸發量,就是每小時把水變成蒸汽的量:噸/小時(T/h)或公斤/小時(kg/h)。當然也可以用MW或kW表示。
蒸汽鍋爐的容量用蒸發量表示的,單位是t/h(俗稱蒸噸)。嚴格地講,蒸汽鍋爐的蒸發量相同,但額定壓力、溫度不同時,它供出的蒸汽焓值是不同的;也就是說,蒸發量相同,但額定壓力、溫度不同的蒸汽鍋爐熱功率是不同的。
鍋爐產生的蒸汽是噸位計,但汽輪機發電是以熱量計,其實是可以轉換的:發電機電功率MW=鍋爐噸位×每噸蒸汽焓×汽輪機效率×發電機效率。
(3)35噸工業鍋爐額定出力一般多少擴展閱讀:
鍋爐的熱效率是指燃料送入的熱量中有效熱量所佔的百分數。燃煤鍋爐熱效率在70~85%,燃油、燃氣、電熱鍋爐的熱效率在90~99%。
提高鍋爐熱效率就是增加有效利用熱量,減少鍋爐各項熱損失,其中重點是降低鍋爐排煙熱損失和機械未完全燃燒損失。
降低鍋爐排煙熱損失。降低空氣預熱器的漏風率,特別是回轉式空氣預熱器的漏風率。嚴格控制鍋爐鍋水水質指標,當水冷壁管內含垢量達到400mg/m3時,應及時酸洗。
盡量燃用含硫量低的優質煤,降低空氣預熱器入口空氣溫度,現代大容量發電鍋爐均裝有空氣預熱器,防止空氣預熱器冷前端受熱面上結露,導致空氣預熱器低溫腐蝕。採用提高空氣預熱器入口空氣溫度,增大鍋爐排煙溫度(排煙熱損失增加)的方法,延長空氣預熱器使用壽命。