一、低壓工業(yè)鍋爐的節(jié)能技巧
低壓工業(yè)鍋爐在廠家設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮過(guò)熱效率的 問(wèn)題 ,要從更改 設(shè)備 或煙氣方面來(lái)節(jié)能可能性不大,所以鍋爐節(jié)能從操作上入手。據(jù)有關(guān)資料調(diào)查顯示,目前國(guó)內(nèi)低壓工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)熱效率一般在70~90%,一般實(shí)際運(yùn)行熱效率在60~80%左右,有些甚至在50%以下,小型低壓工業(yè)鍋爐只要操作、維護(hù)得當(dāng),完全可以達(dá)到鍋爐廠家的設(shè)計(jì)熱效率。
低壓鍋爐管理及操作要注意以下幾點(diǎn):
1.監(jiān)測(cè)鍋爐排煙溫度。通常鍋爐的熱損失是排煙損失,所以控制好鍋爐的排煙溫度很重要,一般燃煤低壓工業(yè)鍋爐(主要指10噸以下及壓力小于1.6MPa的鍋爐,以下同)的排煙溫度為150~180℃,燃油鍋爐的排煙溫度為210~240℃,所以當(dāng)排煙溫度過(guò)高時(shí)要查找原因并及時(shí)消除。燃煤鍋爐排煙溫度過(guò)高的原因有:(1) 爐膛負(fù)壓太高;(2) 煙氣短路;(3)受熱管道上煙垢太厚;(4) 鍋內(nèi)水垢太厚等。燃油鍋爐排煙溫度過(guò)高的原因有:(1)風(fēng)油調(diào)節(jié)不好,使油不能完全燃燒到煙囪尾部發(fā)生二次燃燒;(2) 煙灰太多,需要及時(shí)清灰;(3) 煙氣短路;(4) 水垢太厚等。
2.控制鍋爐排污率。 一般工業(yè)鍋爐的排污率控制在5~10%,在保證鍋水合格(主要是總堿度和pH值)的前提下,鍋爐排污率越低越好,排污要堅(jiān)持“勤排、少排、均勻排”的原則。
3.保養(yǎng)好鍋爐的爐墻、保溫層。鍋爐的散熱損失也是一項(xiàng)比較大的熱損失,現(xiàn)在的鍋爐廠家在制造和設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮周全,所以無(wú)需我們?nèi)ジ淖?,我們只要維護(hù)好就行了。一般鍋爐外包表面的溫度不超過(guò)50℃,如過(guò)高則要查找原因,及時(shí)消除。鍋爐保溫層要經(jīng)常保持干燥,對(duì)于燃煤鍋爐,不得長(zhǎng)時(shí)間正壓運(yùn)行,否則容易損壞爐墻及煤閘板等。
4.調(diào)整好燃料和風(fēng)量的比例,使燃料盡量完全燃燒。 一般小型鍋爐不具備風(fēng)量測(cè)試等儀器,所以只能憑經(jīng)驗(yàn)去調(diào)節(jié)。對(duì)于燃油鍋爐,正常燃燒時(shí)火焰呈黃白色,不刺眼,火焰穩(wěn)定,煙囪無(wú)明顯可見(jiàn)煙氣;對(duì)于燃煤鍋爐,正常燃燒時(shí)火焰呈淡黃色,煙囪無(wú)明顯可見(jiàn)煙氣,煤渣基本燒完,煤的顆粒盡量均勻。
5.要有完善的鍋爐水處理。 完善的鍋爐水處理及水質(zhì)化驗(yàn)可以限度
的防止鍋爐結(jié)垢及正確指導(dǎo)排污,而這一點(diǎn)很多小型鍋爐都沒(méi)有做到,企業(yè)也通常都不重視。
二、常壓熱水鍋爐節(jié)能技巧
常壓熱水鍋爐因?yàn)楣ぷ髟诔涵h(huán)境下,相比其他承壓鍋爐來(lái)說(shuō),有更大的節(jié)能空間。通??梢圆捎萌缦鹿?jié)能技巧:
1.一般來(lái)說(shuō),鍋爐的效率出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)定,運(yùn)行中很難調(diào)節(jié),在鍋爐運(yùn)行中主要調(diào)節(jié)的是循環(huán)水泵的功率,在水泵上加一變頻器基本就可解決。
2.如果你用的是燃?xì)忮仩t的話,所謂節(jié)能就是節(jié)省天然氣用量。有兩個(gè)小竅門(mén),就是調(diào)低燃?xì)獾膲毫?,稍微調(diào)低一點(diǎn)就行,還有就是稍微調(diào)低出水溫度,不要讓鍋爐100%功率運(yùn)行。一般在85%即可。熱水鍋爐想節(jié)能,一般就這兩種方法。
3.冷凝器節(jié)能原理
1Nm3天然氣燃燒后會(huì)放出9450Kcal的熱量,其中顯熱為8500Kcal,水蒸氣含有的熱量(潛熱)為950Kcal。對(duì)于傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t可利用的熱能就是8500Kcal的顯熱,供熱行業(yè)中常規(guī)計(jì)算天然氣熱值一般以8500Kcal/Nm3為基礎(chǔ)計(jì)算。這樣,天然氣的實(shí)際總發(fā)熱量9450Kcal與天然氣的顯熱8500Kcal比例關(guān)系以百分?jǐn)?shù)表示就為:111%,其中顯熱部分占100%,潛熱部分占11%,所以對(duì)于傳統(tǒng)燃?xì)忮仩t來(lái)說(shuō)還是有很多熱量白白浪費(fèi)掉。普通燃天然氣鍋爐的排煙溫度一般在120~250℃,這些煙氣含有8%~15%的顯熱和11%的水蒸氣潛熱。加裝煙氣冷凝器的主要目的就是通過(guò)冷凝器把煙氣中的水蒸氣變成凝結(jié)水,限度地回收煙氣中含有的潛熱和顯熱,使回收熱量后排煙溫度可降至40℃~80℃左右,同時(shí)煙氣冷卻后產(chǎn)生的凝結(jié)水得到及時(shí)有效地排出(1 Nm3天然氣完全燃燒后,可產(chǎn)生1.66kg水),并且大大減少了CO2、CO、NOx等有害物質(zhì)向大氣的排放,起到了明顯的節(jié)能、降耗、減排及保護(hù)鍋爐設(shè)備的作用。從而達(dá)到節(jié)能增效的目的。
通過(guò)以上三個(gè)節(jié)能技巧,相信可以很大程度上為常壓熱水鍋爐節(jié)約能源,節(jié)省開(kāi)支。
三、鍋爐常用的節(jié)能措施
1.鍋爐設(shè)計(jì)節(jié)能措施
(1)鍋爐設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)進(jìn)行設(shè)備的合理選型。為了確保工業(yè)鍋爐的安全節(jié)能地滿足用戶要求,必須因地自宜選擇合適的鍋爐,根據(jù)科學(xué)合理的選型原則設(shè)計(jì)鍋爐的型式。
(2)鍋爐選型時(shí),還應(yīng)正確選擇鍋爐的燃料
應(yīng)根據(jù)鍋爐的類(lèi)型、行業(yè)、安裝地域合理選擇燃料種類(lèi)。合理配煤,使燃煤的水分、灰分、揮發(fā)分、粒度等符合進(jìn)口鍋爐燃燒設(shè)備要求。同時(shí),鼓勵(lì)使用秸稈成型燃料等新能源作為替代燃料或摻燒燃料。
(3)在選擇風(fēng)機(jī)和水泵時(shí),要選擇新型的高效節(jié)能型產(chǎn)品,不能選擇落后淘汰的產(chǎn)品;按鍋爐運(yùn)行工況匹配水泵、風(fēng)機(jī)和電機(jī),避免“大馬拉小車(chē)”的現(xiàn)象,對(duì)目前正在使用的低效、能耗大的輔機(jī),應(yīng)予以改造或用高效節(jié)能產(chǎn)品替代。
(4)合理選擇鍋爐的參數(shù)
鍋爐一般在額定負(fù)荷的80%~90%時(shí)效率,隨著負(fù)荷的下降,效率也要下降。一般選用鍋爐的容量比實(shí)際用汽量大10%就行了,如選擇的參數(shù)不正好時(shí),根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn),可選用較高一檔參數(shù)的鍋爐。鍋爐輔機(jī)的選擇也要參照上述原則,避免“大馬拉小車(chē)”。
(5)合理確定鍋爐的數(shù)量
原則是要考慮鍋爐正常檢修停爐,又要注意鍋爐房里的鍋爐臺(tái)數(shù)不多于3~4臺(tái)。
(6)科學(xué)設(shè)計(jì)使用鍋爐省煤器
為了減少排煙熱損失,提高鍋爐熱效率,在鍋爐尾部煙道設(shè)置省煤器受熱面,利用煙氣的熱量加熱鍋爐給水,達(dá)到節(jié)能目的,加裝省煤器后,提高給水溫度,使?fàn)t水與給水溫差減小,減少了鍋爐給水產(chǎn)生的熱效力。
規(guī)定:凡<4噸/時(shí)鍋爐排煙溫度不大于250℃;≥4噸/時(shí)鍋爐排煙溫度不大于200℃;≥10噸/時(shí)鍋爐排煙溫度不大于160℃,否則應(yīng)安裝省煤器。
(7)盡可能按實(shí)際用汽量來(lái)選用設(shè)備。工業(yè)鍋爐的額定蒸發(fā)量是其連續(xù)的產(chǎn)汽量。一般在額定處理的80~90%左右時(shí)鍋爐熱效率,因此在核實(shí)用汽量的基礎(chǔ)上,既不能選用蒸發(fā)量太小的設(shè)備,也不能選用過(guò)大的設(shè)備。
(8)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮蒸汽按品位分級(jí)利用
蒸汽有一個(gè)特性,就是可以連續(xù)分級(jí)利用,用的次數(shù)愈多,能量的利用就愈充分,如果把品位高的蒸汽,現(xiàn)用來(lái)背壓發(fā)電,再去帶動(dòng)工業(yè)汽輪機(jī)作功,然后再加熱產(chǎn)品或物料,用于蒸煮或供暖、供熱水等。這樣才是做到了蒸汽合理分級(jí)利用。
(9)熱力管網(wǎng)、熱設(shè)備保溫的合理設(shè)計(jì)
①保溫的范圍
a.外表面溫度大于50℃的各種設(shè)備管道及其附件。
b.工業(yè)生產(chǎn)中需要防止或減少設(shè)備、管道及其附件內(nèi)介質(zhì)凝固、凍結(jié)的部位;
c.工業(yè)生產(chǎn)中不宜保溫的設(shè)備、管道及其附件,其外表溫度超過(guò)60℃,而又需經(jīng)常操作維修,能引起燙傷的部位;
②保溫材料性能要求
a.導(dǎo)熱系數(shù):在≤650℃時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)值不得大于0.12千卡/(米·時(shí)·kWh),并有明確的隨溫度變化的導(dǎo)熱系數(shù)方程式或圖表;
b.抗壓強(qiáng)度:成型制品的抗壓強(qiáng)度≥3公斤/厘米2;
c.必須注明使用溫度;
d.容重小、應(yīng)標(biāo)明數(shù)值;
e.耐火性、吸水率、耐腐蝕性等,必須注明其數(shù)值。
③保溫工程設(shè)計(jì)的原則
a.保溫后的設(shè)備管道及其附件的散熱損失應(yīng)小于規(guī)定的“允許散熱值”;
b.在保溫材料的物理、化學(xué)性能滿足工藝要求的前提下,應(yīng)優(yōu)先選用導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小、價(jià)格低廉的保溫材料;
d.保溫材料和保溫厚度的選擇,應(yīng)使由于保溫所花的材料、安裝、維修的成本和保溫后的散熱損失在整個(gè)壽命期內(nèi)達(dá)到的費(fèi)用。
(10)設(shè)計(jì)時(shí),正確考慮工廠配備蒸汽管道的節(jié)能手段
①管徑與蒸汽用量是否相適應(yīng),要根據(jù)使用目的來(lái)決定。對(duì)于熱損失而言,一般蒸汽配管管徑小時(shí)熱損失小,較經(jīng)濟(jì)。但如果主管道用小管,管內(nèi)蒸汽流速太高,會(huì)引起管道共振,所以蒸汽流速一般控制在50米/秒左右。隨著所用蒸汽種類(lèi)的不同,即用過(guò)熱蒸汽還是飽和蒸汽,管內(nèi)蒸汽的流速范圍也不同。飽和蒸汽的流速范圍較窄,以20~30米/秒為宜。因此,管徑由管內(nèi)蒸汽的流速范圍決定。
②到蒸汽使用地點(diǎn)的管路走向,如果能取短距離時(shí),就采用那一走向。若距離長(zhǎng)時(shí),必須考慮壓力降,同時(shí)必須考慮蒸汽引起的管道熱膨脹和使用膨脹節(jié)的注意事項(xiàng),選擇適當(dāng)?shù)膹澒芘蛎浌?jié)和處理管內(nèi)冷凝水的排出等等。
③為了保持管內(nèi)蒸汽壓力的穩(wěn)定,減壓閥是否正常工作,安全閥能否準(zhǔn)確啟動(dòng),都要定期進(jìn)行維護(hù)管理。另外,在長(zhǎng)期使用中,管道接頭及閥門(mén)等地方會(huì)產(chǎn)生蒸汽泄漏,因此要考慮及時(shí)和定期檢修,努力改善泄漏狀況。
為了自動(dòng)排出混入蒸汽管道內(nèi)的空氣或冷凝水,要在適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)安裝疏水器,并檢查其工作情況,以提高蒸汽的使用效率。特別是蒸汽中混入的空氣,會(huì)使蒸汽分壓力下降,降低蒸汽溫度,因此必須采用疏水器,以便排出空氣并回收冷凝水。
2.鍋爐技術(shù)節(jié)能措施
(1)加強(qiáng)對(duì)低效鍋爐的技術(shù)改造。由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)有限,不能將所有比較陳舊的鍋爐都更新。對(duì)于未被列入更新范圍,但效率不高有較多缺陷的鍋爐應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)改造。對(duì)工業(yè)鍋爐的技術(shù)改造,應(yīng)盡量達(dá)到一改多效的目的,就是既要提高熱效率節(jié)約燃料,又要提高出力、減輕污染,實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn),同時(shí)還要能適應(yīng)燃用劣質(zhì)煤。
(2)鍋爐應(yīng)充分使用變頻調(diào)速技術(shù)。鍋爐水泵與風(fēng)機(jī)的選型時(shí),都在額定負(fù)荷上考慮一定裕量,所以,實(shí)際上鍋爐運(yùn)行時(shí),風(fēng)機(jī)和水泵的流量都小于設(shè)備的額定流量,都需進(jìn)行調(diào)節(jié)。過(guò)去調(diào)節(jié)都是靠節(jié)流調(diào)節(jié),即關(guān)小進(jìn)出口節(jié)流閥或擋板的開(kāi)度,使流量減少了,但電機(jī)功率沒(méi)有明顯地減少。變頻調(diào)速是通過(guò)變頻器使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低,而使電機(jī)輸出功率降低。
變頻調(diào)速用于風(fēng)機(jī)和水泵,普遍可節(jié)電30%~40%,其投資經(jīng)兩個(gè)采暖季可以回收,同時(shí),由于降速運(yùn)行,減輕了機(jī)械磨損,延長(zhǎng)軸承壽命,提高了機(jī)械的可靠性。
(3)合理使用鍋爐的自動(dòng)控制技術(shù)。鍋爐運(yùn)行中,自動(dòng)控制可以提高鍋爐效率,節(jié)約能源。近年來(lái)自動(dòng)控制和微機(jī)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展較快,鍋筒水位和上水自動(dòng)控制裝置較多,燃燒過(guò)程的自動(dòng)控制和微機(jī)控制在燃油和燃?xì)忮仩t上較為普遍應(yīng)用,對(duì)于層燃爐,有的鍋爐房采用微機(jī)監(jiān)測(cè),人工調(diào)節(jié)也收到較好的效果。鍋爐的自動(dòng)控制和微機(jī)監(jiān)控儀表應(yīng)以簡(jiǎn)單、實(shí)用為原則。
(4)推廣使用熱管換熱器。目前,國(guó)內(nèi)部分鍋爐排煙溫度過(guò)高,排煙熱損失較大,降低了鍋爐的熱效率。熱管換熱器能有效回收鍋爐煙氣余熱,把氣-液熱管換熱器安裝在鍋爐煙道內(nèi)加熱給水,節(jié)能效果顯著,僅用一個(gè)采暖季就可回
收用于換熱器的投資。
(5)采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù)。傳統(tǒng)鍋爐中,排煙溫度一般在160~250℃,煙氣中的水蒸汽仍處于過(guò)熱狀態(tài),不可能凝結(jié)成液態(tài)的水而放出汽化潛熱。眾所周知,鍋爐熱效率是以燃料低位發(fā)熱值計(jì)算所得,未考慮燃料高位發(fā)熱值中汽化潛熱的熱損失。因此傳統(tǒng)鍋爐熱效率一般只能達(dá)到87%~91%。而冷凝式余熱回收鍋爐,它把排煙溫度降低到50~70℃,充分回收了煙氣中的顯熱和水蒸汽的凝結(jié)潛熱,提升了熱效率,冷凝水還可以回收利用。
(6)合理采用蒸汽蓄熱器。蒸汽蓄熱器是一種省能型裝置,蒸汽蓄熱器的原理是當(dāng)鍋爐負(fù)荷減少時(shí),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?。?dāng)供熱負(fù)荷增加,鍋爐蒸發(fā)量供不應(yīng)求時(shí),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。采用蒸汽蓄熱器一般可節(jié)約燃料5%~15%。
(7)采用真空除氧技術(shù)。真空除氧是一種省能型除氧方法。目前,大型工業(yè)鍋爐的給排水除氧方法大多采用大氣熱力除氧。這種方法要把給水加熱到大氣壓力下的沸點(diǎn)溫度,才能排走水中的氧。大氣熱力除氧有兩個(gè)不足之處。一是大氣壓力的沸點(diǎn)溫度,需要消耗大量蒸汽,使鍋爐有效利用熱量減少。一臺(tái)10t/h鍋爐給水從60℃加熱到105℃,耗汽約0.7t/h。二是由于鍋爐給水溫度提高使省煤器平均水溫提高,省煤器傳熱溫差減少,排煙溫度增高,排煙熱損失加大。以上兩個(gè)方面都使鍋爐熱效率降低。而當(dāng)采用真空除氧,真空度維持在7.999kPa(60mmHg)時(shí),給水溫度只要加熱到60℃就能達(dá)到除氧目的。這樣既節(jié)約了蒸汽,又減少了排煙損失,從而提高了鍋爐熱效率。
(8)推廣進(jìn)口鍋爐水處理技術(shù)。據(jù)測(cè)算,進(jìn)口鍋爐本體內(nèi)部每結(jié)1mm水垢,整體熱效率下降3%,而且影響進(jìn)口鍋爐的安全運(yùn)行,通過(guò)采取有效的水處理技術(shù)和除垢技術(shù),實(shí)現(xiàn)進(jìn)口鍋爐無(wú)水垢運(yùn)行。
3.鍋爐管理節(jié)能措施
(1)加強(qiáng)運(yùn)行管理。提高進(jìn)口鍋爐操作人員和管理人員專業(yè)技能,正確使用和操作進(jìn)口鍋爐系統(tǒng);定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),使系統(tǒng)和設(shè)備在狀態(tài)下安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(2)必須健全操作、安全、維修制度。只有嚴(yán)格執(zhí)行操作程序,才能使設(shè)
備高效、低能耗運(yùn)行,只有設(shè)備經(jīng)常維修,保持完好,才能杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象。
(3)要加強(qiáng)計(jì)量管理工作,除了安全儀表,鍋爐運(yùn)行指示儀表,尤其是能源計(jì)量?jī)x表是必不可少的。能源的科學(xué)管理,節(jié)能工作的開(kāi)展,離不開(kāi)能源的計(jì)量,正確的計(jì)量,才能了解節(jié)能的效果。