龍巖工業(yè)鍋爐節(jié)能淺析

蘇衍坤

(福建省特種設備檢驗院龍巖分院節(jié)能中心,364000)

龍巖工業(yè)鍋爐節(jié)能淺析

蘇衍坤

(福建省特種設備檢驗院龍巖分院節(jié)能中心,364000)

針對龍巖工業(yè)鍋爐區(qū)域性現(xiàn)狀,對分層燃燒技術、高效率虹吸負壓式冷凝水回收系統(tǒng)技術、給水預熱器技術和熱載體爐蒸汽發(fā)生器技術應用進行簡要評估推廣。

龍巖;工業(yè)鍋爐;節(jié)能改造技術

1 背景

隨著全球?qū)夂蜃兣年P注及能源危機的加劇,節(jié)能減排已成為時代的主題和潮流。在我國,“十一五”規(guī)劃已明確期間節(jié)能 20%,污染減排 10%,而作為能源消耗大戶的工業(yè)鍋爐,年耗煤炭占煤炭總產(chǎn)量的三分之一左右,由于普遍存在熱效率低,能源浪費嚴重,已被列為“十一五”部署的十大重點節(jié)能工程之首。龍巖市地處福建省西部,通稱閩西,是海峽西岸經(jīng)濟區(qū)延伸兩翼、對接兩洲、拓展腹地的交通樞紐與重要通道,也是全國著名的客家人聚集地和革命老區(qū)。改革開發(fā)以來,龍巖市利用其優(yōu)越的地理條件和豐富的礦產(chǎn)資源,工業(yè)經(jīng)濟進入快速發(fā)展期,截至目前全市在用鍋爐約一千二百多臺,蒸發(fā)量 2T/h以上的工業(yè)鍋爐占有三分之一多,其中列為高耗能企業(yè)的有 114家,工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排呼聲已越來越高,節(jié)能減排布置也正在有序的展開。

2 龍巖地區(qū)工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀

龍巖因其特殊的地理環(huán)境,工業(yè)鍋爐的現(xiàn)狀具有地區(qū)特點,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:①龍巖地廣物博,工業(yè)鍋爐布置較為分散,管理難以到位。②龍巖地處山區(qū),水質(zhì)硬度高,極易結(jié)垢,導致鍋爐傳熱惡化,破壞率高。龍巖每年因水垢問題導致鍋爐報廢和重大維修上百臺,水質(zhì)已成導致鍋爐損耗的首要問題。③龍巖盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)無煙煤,熱值高但不易完全燃燒。龍巖燃煤工業(yè)鍋爐基本采用本地產(chǎn)無煙煤,燃料不完全燃燒熱損失大,燃料浪費率高。④龍巖用戶企業(yè)對鍋爐房管理不重視,設備完好率低,基本采用手工操作,熱效率低下。

龍巖工業(yè)鍋爐的主體是層燃爐,實際運行中由于忽視鍋爐尾部受熱面的水垢、煙垢、集灰、漏風等現(xiàn)象,造成受熱面熱阻大,傳熱效果差,導致排煙溫度高,有的甚至超過 250℃,過量空氣系數(shù)達到 2以上,排煙熱損失達到 20%以上;再加上化學不完全燃燒熱損失大大超標,余熱回收基本未被采用,從而導致鍋爐實際運行效率低下,有的還不到 50%。因此,龍巖工業(yè)鍋爐節(jié)能的空間還是巨大的,也是亟需采取措施推廣節(jié)能的。

3 龍巖工業(yè)鍋爐節(jié)能前景

目前在國內(nèi)市場上,工業(yè)鍋爐各種節(jié)能技術應用已經(jīng)相當成熟。用戶企業(yè)面對眾多紛呈的節(jié)能技術難以抉擇,因此,根據(jù)龍巖地區(qū)工業(yè)鍋爐的實際狀況,有針對性的對各個用戶企業(yè)的工業(yè)鍋爐進行性價比最優(yōu)化的節(jié)能技術改造,使得用戶企業(yè)認識到暫時的投入可以收效長遠的利益,才能成功推動龍巖地區(qū)工業(yè)鍋爐的節(jié)能減排工作實質(zhì)性拓展。下面分析的四項節(jié)能技術,目前在龍巖地區(qū)已有成功推廣案例,并取得了明顯成效。在這里參照泉州鍋檢所節(jié)能中心的節(jié)能評估,希望能拋磚引玉,在龍巖地區(qū)有針對性的推廣和普及工業(yè)鍋爐節(jié)能技術應用。

3.1 鏈條爐分層燃燒裝置節(jié)能技術改造 鏈條爐煤倉給煤時容易使燃料布置無序密實而導致煤層透氣性差,通風阻力大,鼓、引風機電耗增加,爐排上通風分布不均勻易形成“火口”,燃煤不易燒透,煤渣含碳量高,導致鍋爐效率和出力都下降。該節(jié)能本技術集布煤器與疏煤器于一體,安裝于鍋爐爐排前上方 (取代原加煤斗)。燃煤在節(jié)煤裝置儲倉內(nèi)經(jīng)煤量調(diào)節(jié)閘板調(diào)控,通過轉(zhuǎn)動的疏煤器疏松煤塊,散播在滾筒布煤器上,由布煤器將燃煤通過分層分粒裝置均勻分送到運行的爐排上,形成大塊煤在下部、中塊煤在中部、小塊煤在上部的均勻平整、松散透氣的煤層,減少了通風阻力,增加了單位面積的通風量,能使燃煤在爐膛內(nèi)燃燒更充分、更均勻,降低了因引風而帶來的熱損耗,提高了爐膛燃煤的燃燒效率和燃煤的燃燼率,從而達到節(jié)能目的。目前龍巖地區(qū)蒸發(fā)量2T/h以上的鏈條爐有 52臺,僅有一家采用了分層燃燒裝置。根據(jù)泉州鍋檢所節(jié)能中心的節(jié)能評估 (改造前后實地數(shù)據(jù)采集分析),采用該技術可以使煤渣平均含碳量降低 17.8%;平均噸煤產(chǎn)汽量增加 8.6%。按蒸發(fā)量 6t/h的鏈條爐來估計:分層燃燒裝置技術改造投入約 6萬元,按每天燃煤 20t,全年運行 300天計,則全年可節(jié)煤:20＊300＊8.6%=516t,每噸煤按 500元計,則全年可節(jié)約資金 516＊500=25.8萬元,投入與收效顯而易見。

3.2 高效率虹吸負壓式冷凝水回收工藝 高效率虹吸負壓式冷凝水回收系統(tǒng)采用全不銹鋼制作,主要組成部分為回收桶、高壓回收泵、助泵。其工作原理是將蒸汽冷凝水通過助泵,吸到回收桶,再由高壓回收泵通過虹吸負壓原理打入蒸汽鍋爐 (如下圖所示)。因蒸汽汽凝結(jié)水溫度一般在 100℃-120℃左右,打入鍋爐后,鍋爐的運行直接由 100℃-120℃溫度工作,節(jié)約了常溫水 30℃左右到 120℃這段運行時間,從而獲得節(jié)省煤碳的效果。同時也降低了水資源的浪費,而且冷凝水品質(zhì)如同蒸汽品質(zhì),極大改善了鍋爐給水品質(zhì),可以減少水垢的產(chǎn)生。

1—用熱設備;2—疏水器;3—回水器;4—凝結(jié)水泵。

5—射水抽汽器;6—除氧器;7—除氧給水泵;8—鍋爐。

(圖中虛線框內(nèi)為密閉式凝結(jié)水回收系統(tǒng))

龍巖部分工業(yè)鍋爐用戶企業(yè)基本只是將冷凝水回收至水池,由給水泵打入鍋爐,中間過程仍存在較大的損失,也污染了冷凝水的品質(zhì)。根據(jù)泉州鍋檢所節(jié)能中心的節(jié)能評估(采用該工藝前后實地數(shù)據(jù)采集分析),采用該工藝每回收 1噸凝結(jié)水可減少的熱量損失 242846 kJ,節(jié)約煤約 14.06 Kg,減少鹽耗約0.12 Kg,節(jié)能成效顯著。

3.3 給水預熱器節(jié)能技術改造 在上面的分析中有提到,龍巖地區(qū)的工業(yè)鍋爐在實際運行中排煙溫度高,有的甚至超過 250℃,因此,充分、合理利用排煙余熱是工業(yè)鍋爐節(jié)能的一大舉措。如果將徑向熱管水預熱器的徑向管放置在由給水預熱器殼體構成的煙道中,熱管內(nèi)管兩端伸出殼體,煙氣垂直徑向熱管從煙道流過,水從徑向熱管的內(nèi)管里流過;煙氣與熱管外管及翅片接觸,與熱管內(nèi)管完全隔開,熱管內(nèi)管兩端與無縫彎頭之間的焊縫也完全在煙道外面。這樣的給水預熱器傳熱效率高,煙氣阻力小,使用安全可靠,使用壽命長。龍巖永定采善堂生物質(zhì)提煉有限公司在技術改造時采用了該給水預熱器,排煙溫度顯著降低,給水溫度得到加熱提高,大大降低了耗煤量,節(jié)能效果顯著。

3.4 有機熱載體爐尾氣蒸汽發(fā)生器節(jié)能技術改造 龍巖目前有機熱載體爐約有 60臺,有機熱載體爐尾部煙氣溫度一般比較高,且大部分未進行充分利用,煙氣中所含熱量被白白排空,其所占比例一般為 25%左右,造成巨大浪費。如果在熱載體爐尾部加裝一臺蒸汽發(fā)生器,利用尾部較高的煙氣溫度,使其通過蒸汽發(fā)生器的熱管產(chǎn)生蒸汽,用于生產(chǎn)、生活用汽即可達到節(jié)能成效。根據(jù)泉州鍋檢所節(jié)能中心的節(jié)能評估,采用該技術可降低排煙溫度約 120℃,除稍微增大了引風機電流損耗外,產(chǎn)生的蒸汽量收益在一年內(nèi)便可抵消技術改造的投資,節(jié)能空間巨大。

綜上所述,采用以上各項工業(yè)鍋爐節(jié)能技術改造后,可以較大幅度地節(jié)約燃料的損耗。但各項節(jié)能技術各有各的特點,采取何種措施應結(jié)合企業(yè)的實際需要、鍋爐的實際狀況及燃料、水質(zhì)等進行合理優(yōu)化選擇,最大限度地實現(xiàn)節(jié)能效果,為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

一般來說用戶企業(yè)對工業(yè)鍋爐的節(jié)能應包括:一是完善管理,建立能耗考核制度。二是加強水處理防垢、除垢,提高水質(zhì),減少水垢。三是加強鍋爐的保養(yǎng),優(yōu)化燃料,合理燃燒。四是回收鍋爐的冷凝水加以綜合利用,提升熱效率。五是推廣新型節(jié)能技術的應用,減少熱損失。當然,工業(yè)鍋爐的節(jié)能并不僅僅只是采取如上述的節(jié)能技術改造措施,更多的在于用戶企業(yè)的重視、管理制度的完善、人員素質(zhì)的提高。只有各方面綜合同步作用,龍巖地區(qū)工業(yè)鍋爐的節(jié)能才能達到最終的目的。

[1]張海英、劉國華.中小型工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術淺談.硅谷,2009,5

[2]賴艷華.分層燃燒技術機理分析與應用.鍋爐技術,2000.04

[3]陳亦惠,沈青.節(jié)能與環(huán)保 -鍋爐節(jié)能與技術改造.航空工業(yè)出版社,1996

[4]泉州市鍋爐節(jié)能檢測中心.工業(yè)鍋爐節(jié)能技術改造評估,2009

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