淺談化工行業在用供熱鍋爐節能技術

李衛東,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.河南省科研生產試驗基地管理辦公室 ,河南鄭州 450008)

淺談化工行業在用供熱鍋爐節能技術

李衛東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,見效快的鍋爐節能技術,以期為化工行業鍋爐改造提供一些思路。

鍋爐 ;節能

1 前言

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

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

2 供熱鍋爐運行節能技術

2.1 過量空氣系數的調整

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有助于降低排煙熱損失。此外,低的過量空氣系數還可以使燃燒用空氣量和排煙量減少,節省通風動力,也有助于減少 SO2的產生,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,過量空氣系數往往很大。要把過量空氣系數降下來,達到提高熱效率,節約煤炭、防止污染環境的目的,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 燃料量與風量的調節

根據鍋爐負荷的變化增減燃料,同時通過對送引風機的調整,維持合理的燃料風量比。當鍋爐培養負荷時,必須使燃料量和風量的增減密切配合,力求使爐膛內的火力維持均勻、穩定;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

分層給煤裝置和均勻分層燃燒技術具有節能與環保的雙重效益,它由四項技術組成。①用均勻給煤技術,解決煤倉顆粒不均而導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,這項燃燒技術提高了煤的燃燒效率和鍋爐對煤種的適應性。

2.4 加強鍋爐的保溫、堵漏、防泄、防冒

由于爐墻、勢力管道系統的溫度高于周圍的溫度,容易產生散熱損失;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,會產生因燒結時間增長,積灰硬度大大增加、吹灰效果不好等現象。適當的吹灰周期可使鍋爐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,出現了許多新型除灰技術,如燃燒氣脈沖技術、聲波吹灰等。

2.6 水的除垢與阻垢

鍋爐受熱面結水垢時,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,鍋爐用水要進行預處理,除去水中含有的懸浮物并降低水的硬度。鍋爐一但結垢,就必須進行鍋爐除垢,鍋爐內的除垢主要可以分為加堿處理法、加磷酸鹽處理法、加復合防垢劑處理法、石墨處理法等。

2.7 輔助設備的優化運行

鍋爐的運行過程中負荷改變是經常的,當鍋爐負荷改變時,就要求輔助設備作相應改變,采用風機的變頻調速技術,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,因此還應注意除塵設備的節能運行。

3 供熱系統節能技術

3.1 凝結水回收

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

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,如設置定期排污膨脹器連續排污膨脹器,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,使蒸汽在一定壓力下變為高壓飽和水;當供熱負荷增加、鍋爐蒸發量供不應求時,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,產生的蒸汽供用戶使用。工業鍋爐房設置蓄熱器后,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備,由于其使用目的不同,它所需的能質水平是不同的。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。一個企業如果具有多種用能設備,為了合理用能,就必須從系統節能出發,用總能系統和熱力學優化方法,對各種用能設備進行分級組合和參數匹配,將能源按質量高低串級利用,可達到節能目的。如蒸汽按壓力梯級使用、燃氣蒸汽聯合循環、熱電聯產等系統。

3.5 供熱鍋爐的自動化控制

在鍋爐運行中,為適應鍋爐負荷變化,常需要進行必要的燃燒調整。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的調整。鍋爐的燃燒好壞與運行操作技術有很大關系。為了減少由于操作不當對燃燒的影響,便于迅速根據負荷變化進行燃燒調整,提高鍋爐熱效率,只能實現鍋爐燃燒的自動化控制。燃燒自動化一般以蒸汽壓力為調整參數,根據蒸汽壓力的高低來調整爐排速度及進風和引風量。

3.6 鍋爐房管理與節能

由于傳統設計的工業鍋爐房環境條件差,加上一般用戶的鍋爐只是生產輔助系統,鍋爐房大多使用沒有專業知識和技術水平的工人,難以做好運行操作和設備保養,導致鍋爐運行效率低。所以,按照燃燒工業鍋爐強制性國家能效標準,建立嚴格的管理制度和操作規章,對鍋爐管理人員進行培訓,提高工人節能意識和節能技術,加強設備的日常保養和維修管理,從而使鍋爐保持良好的工作狀態,是鍋爐節能并提高效率的重要基礎。此外,還應加強對節能環節的監督管理工作。

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

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：1003-3467(2010)14-0051-02

2010-05-21

李衛東(1976-),助理工程師,主要從事技術監督方面工作,電話：13837122020。