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(jī)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(qiáng)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?xì)狻⑷济喊慈紵绞?/p>

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(dòng)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(guó)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(zhǎng)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(guó)際水平低20％左右。實(shí)際出力一般為額定出力的60%~70%，少數(shù)運(yùn)行不好的僅在50%左右。鏈條爐是機(jī)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(xiàng)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——?dú)怏w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(shí)不設(shè)空氣預(yù)熱器或省煤器，排煙溫度高，排煙損失可達(dá)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(jì)比較來(lái)決定。《燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)》（GB/T15317-2009）規(guī)定工業(yè)鍋爐排煙溫度合格指標(biāo)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(huì)升高，所以必須經(jīng)常吹灰清渣保持清潔。采用適當(dāng)?shù)臓t膛出口過(guò)量空氣系數(shù)。在鍋爐安裝施工時(shí)應(yīng)重視爐墻、煙道等砌筑的嚴(yán)密性，以減小漏風(fēng)。

CO、H2、CH4

等可燃?xì)怏w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(guò)量空氣系數(shù)的大小，爐內(nèi)氣流的混合與擾動(dòng)情況等。氣體未燃燒熱損失q3

對(duì)燃煤鍋爐，主要考慮CO未燃盡而造成的熱損失。燃燒正常時(shí)，煙氣中的一氧化碳體積分?jǐn)?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(dá)5%以上。

一部分燃料沒(méi)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(guò)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(shí)的散熱損失一般在0.8%~4%之間。非額定工況時(shí)的散熱損失與鍋爐的負(fù)荷成反比，即隨負(fù)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(duì)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(gè)臨界厚度，如果超過(guò)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(jī)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(biāo)嚴(yán)重鍋爐故障多鍋爐效率和各項(xiàng)熱損失鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽參數(shù)排放水平歷年運(yùn)行日志和維修記錄設(shè)計(jì)資料故障情況燃燒系統(tǒng)改造改換燃料改換輔機(jī)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(yàn)1、給煤裝置改造

我國(guó)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(cāng)中溜下來(lái)的原煤經(jīng)過(guò)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(dòng)，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(shí)①爐排上塊煤和細(xì)末分布不均，造成通風(fēng)不均，影響燃燒；②細(xì)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(dāng)粒度大小過(guò)于懸殊時(shí)，還會(huì)引起煤斗中的機(jī)械分離，粗粒大塊跑邊，細(xì)粒碎末居中，導(dǎo)致爐排兩側(cè)和中間燃燒層密實(shí)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(jìn)后采用分層給煤①增加鍋爐對(duì)煤種的適應(yīng)性，出力提高。②降低各項(xiàng)熱損失，鍋爐熱效率可提高4%~5%，甚至8%~10%。③提高鍋爐運(yùn)行的可靠性，減少維修費(fèi)用。④改造工期短、投資回收快，一般為3~6個(gè)月。

石景山魯谷供熱廠供131萬(wàn)m2居民冬季采暖，裝有三臺(tái)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(yùn)行以來(lái)，煤著火困難，燃燒效率低，還保證不了負(fù)荷的需要。北京節(jié)能中心于1996年、1997年分別在1號(hào)、2號(hào)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(fù)荷提高，1997年冬季最冷期運(yùn)行兩臺(tái)爐達(dá)到了改造前三臺(tái)爐的供暖水平（131萬(wàn)㎡）；★灰渣含碳量由原來(lái)的28%降到5%~7%；★鍋爐熱效率提高到83%；★投資回收快，1個(gè)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(duì)鍋爐的燃燒工況影響極大，對(duì)于不同的燃料特性，應(yīng)該有不同的拱形及尺寸。

燃用無(wú)煙煤時(shí)，采用低而長(zhǎng)的后拱，把爐排后端過(guò)量氧氣導(dǎo)向燃燒中心供可燃?xì)怏w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(shí)，采用高而短的前拱，后拱也不太長(zhǎng)，以保證一定爐膛高度，并利用高溫?zé)煔廨椛湟?，保證喉口有良好的擾動(dòng)作用，減少q3。

燃用多水多灰的劣質(zhì)煤時(shí)，可采用人字形拱、中拱、后拱，使煙氣向前流動(dòng)提高著火區(qū)爐溫，并使煙氣對(duì)新煤和爐拱產(chǎn)生較強(qiáng)的直接對(duì)流加熱。

爐拱改造只要與煤種匹配得當(dāng)，一般效果都是很明顯的。這項(xiàng)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(dòng)力中心鍋爐房有兩臺(tái)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(dāng)煤品質(zhì)差及雨淋后煤含水量大時(shí)，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(duì)兩臺(tái)鍋爐進(jìn)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(lái)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(xiàng)目總投資10.76萬(wàn)元。項(xiàng)目投資回收期6個(gè)月。

鍋爐改造后運(yùn)行四年，共節(jié)約：煤2914.5噸；電203950

千瓦時(shí)；折合人民幣94.2萬(wàn)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(yùn)行以來(lái)，出力達(dá)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(dá)到了銘牌出力；點(diǎn)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(duì)該爐進(jìn)行了改造，改造內(nèi)容為：

壓低前拱，延長(zhǎng)和壓低后拱；省煤器入口前加裝管式空氣預(yù)熱器；對(duì)爐墻、爐頂煙風(fēng)道進(jìn)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(dá)到完全燃燒所需要的空氣量，稱為理論空氣量。但在實(shí)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(shí)際空氣量。

最佳過(guò)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(wú)法從理論上進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，只能依靠試驗(yàn)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)優(yōu)選。對(duì)鏈條爐：

怎么送入？（1）爐排長(zhǎng)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(gè)小風(fēng)室，每個(gè)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(diǎn)，大幅調(diào)小爐子前后端的送風(fēng)量，同時(shí)增大中段風(fēng)量，使在火床中段形成一個(gè)強(qiáng)燃區(qū)，消除焦炭還原反應(yīng)，并降低爐內(nèi)過(guò)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(gè)風(fēng)室大量送風(fēng)形成強(qiáng)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(jìn)風(fēng)口與風(fēng)倉(cāng)的截面比單側(cè)進(jìn)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(duì)爐排寬度較大的爐子，應(yīng)采用雙側(cè)相對(duì)進(jìn)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(qiáng)化爐內(nèi)氣流的擾動(dòng)和混合，降低q3

和過(guò)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(zhǎng)煙氣行程和飛灰在爐內(nèi)的逗留時(shí)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?cè)谌紵蚁掳氩績(jī)蓚?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(gè)煤斗復(fù)合燃燒將鏈條爐和煤粉爐結(jié)合在了一起，下