淺談鍋爐相變改造和分區(qū)供熱經(jīng)驗(yàn)

作者簡(jiǎn)介:金光龍(1960-)，男，副教授，1982年畢業(yè)于東北電力學(xué)院熱工測(cè)量及自動(dòng)化專業(yè)，學(xué)士學(xué)位，主要從事于自適應(yīng)控制、模糊控制以及系統(tǒng)仿真等方面的研究工作。

（延邊大學(xué)工學(xué)院 吉林延吉 133000）

摘 要：本文論述了在鍋爐技術(shù)改造中采用相變技術(shù)，將強(qiáng)制循環(huán)旗幟管鍋爐改造成蒸汽換熱式熱水鍋爐的經(jīng)驗(yàn)、供熱運(yùn)行管理上采用的分區(qū)分時(shí)供熱方法、以及分區(qū)分時(shí)的幾種運(yùn)行方式對(duì)鍋爐運(yùn)行產(chǎn)生的節(jié)能效果。

關(guān)鍵詞：鍋爐 相變技術(shù) 分區(qū)分時(shí)供熱

中圖分類號(hào)：TU832 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào)：1674-098X(2011)12(a)-0000-00

Abstract：This paper discusses the experience of adopting the phase-change technique to upgrade forced circulation boiler into steam heat-exchange hot-water boiler in the technical reconstruction of boiler， the cell and time heat supply method in the heat supply running management and the energy saving effect caused by using several kinds of cell and time running modes to run the boiler.

Keywords：Boiler；remodel configuration technique; regulatieg differentiates and Divided time heating

緒論

1.1 當(dāng)時(shí)鍋爐運(yùn)行情況

鍋爐房當(dāng)時(shí)配有兩臺(tái)吉林市鍋爐廠1993年生產(chǎn)的DZL14-1.0/115/70-AⅡ鏈條鍋爐、兩臺(tái)鞍山蘭天鍋爐廠2004年生產(chǎn)的QXL29-1.25/130/90-AⅡ鏈條強(qiáng)制循環(huán)旗幟管鍋爐。運(yùn)行期間，20噸鍋爐由于水冷壁管腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，經(jīng)常爆管，垢厚達(dá)1㎝。而40噸鍋爐集灰嚴(yán)重，尾部煙溫高達(dá)350℃，臨近供熱期結(jié)束時(shí)，對(duì)流管束擋煙墻鋼梁嚴(yán)重?zé)龔潱瑹煔舛搪分边_(dá)尾部煙道，損耗了大量的熱能。其中的一臺(tái)40噸鍋爐尾部旗幟管在根部有兩處斷裂，因無(wú)法檢修，一直帶病運(yùn)行到供熱期結(jié)束。其中主要問(wèn)題是鍋爐房?jī)?nèi)水處理設(shè)備一直處于停用狀態(tài)。

1.2 供熱環(huán)境和供熱方式

供熱系統(tǒng)為一次網(wǎng)供熱。供熱面積約達(dá)100萬(wàn)平方米。在管網(wǎng)上，高層建筑由換熱器間供供熱的面積約為15萬(wàn)平方米，其中約有10萬(wàn)平方米供熱面積的建筑供熱采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管采暖模式。地?zé)岵膳Ｊ郊s有40萬(wàn)平方米，其余的為散熱器采暖模式。管網(wǎng)最大供熱半徑約為2.2公里，在1.4公里處有一中間加壓泵房，加壓泵房后的供熱面積約為13萬(wàn)平方米。供水溫度在53℃~70℃，回水溫度最高為55℃。

2 存在的問(wèn)題

(1)管網(wǎng)供水溫度提升速度漫，供回水溫差約為15℃。因兩臺(tái)40噸鍋爐選用的是高效強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，額定出水量為480 m3/h。實(shí)際測(cè)試四臺(tái)鍋爐實(shí)際出水量小于2300 m3/h。不能滿足系統(tǒng)的用水量的要求，因此在水泵的出水管上增加了一路管經(jīng)為DN400的管道，它不經(jīng)過(guò)鍋爐的旁通管以滿足供水量的需求。旁通管的出水量約為1300 m3/h。使鍋爐的高溫出水與低溫的旁通水進(jìn)行混合再送入用戶，使得高品質(zhì)水變成低品質(zhì)水，管網(wǎng)的供回溫差低于15℃。為提升供水溫度，滿足用戶的采暖需求，又不得不延長(zhǎng)供熱時(shí)間，增加了耗煤量。因此上述型號(hào)鍋爐不適用現(xiàn)有的工作環(huán)境

(2)鍋爐效率低。兩臺(tái)20噸鍋爐是1994年投用，水冷壁管結(jié)垢嚴(yán)重，垢厚達(dá)1cm。兩臺(tái)40噸鍋爐后部旗幟管橫管集灰嚴(yán)重，尾部煙溫高達(dá)350℃，1997年由吉林市節(jié)能中心測(cè)試，效率才46%。

(3)水處理設(shè)備廢置。因管網(wǎng)老化及用戶放水，日平均失水420噸，水處理設(shè)備無(wú)法投用。

(4)供熱面積逐年增加，管網(wǎng)逐年擴(kuò)大，最大水力半徑已達(dá)2.2公里。水力已嚴(yán)重失衡。因?yàn)闆](méi)有中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，而隨意擴(kuò)展供熱面積，使得管網(wǎng)整改變得極為困難。

3 鍋爐改造及分區(qū)分時(shí)供熱

3.1 改造鍋爐，提高效率

最高供水溫度不超過(guò)70℃。造成了進(jìn)入鍋爐的水溫低，使鍋爐長(zhǎng)期在較低的爐膛溫度下運(yùn)行。而鞍山蘭天鍋爐制造有限公司制造的強(qiáng)制循環(huán)旗幟管鍋爐額定出水溫度為130℃，回水溫度為90℃。不僅使鍋爐運(yùn)行效率低下，而且產(chǎn)生了對(duì)流管束低溫集灰現(xiàn)象。對(duì)流管束低溫集灰又至使鍋爐運(yùn)行效率進(jìn)一步下降。當(dāng)時(shí)鍋爐初始運(yùn)行時(shí)尾部煙溫為175℃，一個(gè)月后尾部煙溫高達(dá)275℃。40噸鍋爐尾部旗幟管的對(duì)流管束，占整個(gè)鍋爐受熱面的60%以上，其排布如圖3-1和3-2所示。

綜合上述的原因，公司研究決定，對(duì)現(xiàn)有的四臺(tái)鍋爐進(jìn)行改造。通過(guò)認(rèn)真分析和實(shí)際考查，分別對(duì)四臺(tái)鍋爐進(jìn)行相變鍋爐改造。所謂的相變技術(shù)，就是在現(xiàn)有鍋爐設(shè)備基礎(chǔ)上，增加一套換熱設(shè)備，使鍋爐本體變成蒸汽鍋爐，蒸汽經(jīng)過(guò)換熱設(shè)備進(jìn)行汽水換熱。該技術(shù)最大優(yōu)點(diǎn)就是鍋爐本體無(wú)氧腐蝕、無(wú)結(jié)垢，因?yàn)殄仩t本體內(nèi)所需的相變用水量只有約30噸，從而節(jié)省了鍋爐的水處理運(yùn)行的費(fèi)用。

在改造中20噸鍋爐，由于其結(jié)構(gòu)形式易于相變改造，實(shí)現(xiàn)較為容易。而40噸鍋爐由于是強(qiáng)制循環(huán)鍋爐，所以通過(guò)多方研究，取消了原有的旗幟管受熱面，增加了鍋筒，重新制作可自然對(duì)流的受熱面。通過(guò)一系列的整改，最終把40噸鍋爐改造成了相變鍋爐。

分解管網(wǎng)，采用分區(qū)分時(shí)供熱方式

多種散熱模式和供熱模式并行的供熱系統(tǒng)，使供熱系統(tǒng)供熱模式非常不合理。但系統(tǒng)已經(jīng)形成，如把系統(tǒng)分解按模式重新劃分整改對(duì)于公司來(lái)說(shuō)是不可能的。當(dāng)時(shí)情況是大規(guī)模的整改是不可能的，但小范圍的改造卻是有可能的。根據(jù)取暖方式把用戶區(qū)進(jìn)行分離，即鑄鐵散熱器和地?zé)嵘岱绞絽^(qū)為一組，而風(fēng)機(jī)盤(pán)管散熱的高層建筑用戶為一組，使之單獨(dú)系統(tǒng)運(yùn)行。

3.3 在運(yùn)行管理上，采取以下供熱方式

(1)當(dāng)室外溫較高時(shí)，運(yùn)行可以采用同時(shí)段，兩系統(tǒng)互相措開(kāi)使用鍋爐。

(2)當(dāng)室外氣溫較低時(shí)，兩系統(tǒng)分時(shí)時(shí)段共用鍋爐。把這種方法叫分區(qū)分時(shí)供熱。此時(shí)運(yùn)行方案如下：a.高層建筑供熱(新)系統(tǒng)得到全部4#爐熱量。b.暖氣片和地暖供熱(原)系統(tǒng)得到全部4#爐熱量。c.4#爐的熱量可自由分配給(新)系統(tǒng)和(原)系統(tǒng)。如圖3-3所示。

采用風(fēng)機(jī)盤(pán)管散熱的高層建筑

用戶室溫則根據(jù)供水溫度而存在如下變化：當(dāng)供水溫度低于60℃時(shí)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的用戶室溫肯定小于18℃，當(dāng)供水溫度大于60℃時(shí)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的用戶室溫與大60的用戶相近。由于高層建筑系統(tǒng)供熱的面積只有16萬(wàn)平方米面積，回水溫度提升速度快，共用鍋爐可以長(zhǎng)時(shí)間在高效率點(diǎn)下燃燒，節(jié)約能源。

4結(jié)果

(1)(新)系統(tǒng)出水溫度最高可達(dá)85℃，回水溫度在1個(gè)小內(nèi)可提升至50℃以上。根據(jù)出水流量和溫度進(jìn)行正平衡測(cè)算，4#鍋爐效率可達(dá)80%以上。

(2)(原)系統(tǒng)出水提升速度快，根據(jù)實(shí)際同期比提前半小時(shí)。供回水溫差由去年15℃，提升至18℃。

(3)(原)系統(tǒng)出水溫度同期同等室外溫度比由原67℃，降到63℃。仍能滿足用戶用熱需要。而且運(yùn)行時(shí)間未變，兩系統(tǒng)最冷天耗煤量與去年最冷天比未變。去年最低氣溫-27℃，今年最低氣溫-34℃。

(4)2007年和2009年比較：滿足用戶供熱要求的情況下， 供熱供水溫度對(duì)照如表3-1所示。供水溫度比前兩年低，但實(shí)際上室外溫度比以前低，而用戶室內(nèi)溫度比前兩年高。

5 經(jīng)濟(jì)效益

因是管理運(yùn)行節(jié)能，直接進(jìn)行量化很難。只能進(jìn)行參照計(jì)算。去年整個(gè)系統(tǒng)為了滿足高層供水溫度的需要，在冷天不得不把供水溫提到67℃以上。而現(xiàn)今原系統(tǒng)水溫可以在64℃以下運(yùn)行就能滿足要求。如果把供水溫度從64℃提升至67℃，2臺(tái)20噸2臺(tái)40噸爐同時(shí)運(yùn)行，需40分至60分鐘。如按四臺(tái)爐耗煤量18噸計(jì)，每天最低節(jié)約18噸煤。吉林市采暖期165天，我單位供熱每天兩遍，我們按一遍計(jì)，運(yùn)行天數(shù)按150天計(jì)，18×150＝2700噸。因此此項(xiàng)改造最低保守估算，節(jié)煤2700噸。我單位煤的進(jìn)價(jià)560元一噸，計(jì)節(jié)約人民幣2700×560＝1512000元。

參考文獻(xiàn)

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