燃油工業(yè)鍋爐的節(jié)能研究

摘 要:工業(yè)鍋爐作為工廠里的高能耗設(shè)備，探究其節(jié)能措施也已經(jīng)成為當(dāng)前工作的重點(diǎn)工作之一。文中從改善燃燒條件、強(qiáng)化換熱及熱回收等方面進(jìn)行著手探究了其節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞:燃油工業(yè)鍋爐 節(jié)能 措施

中圖分類號(hào):TK229文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)03(a)-0075-01

節(jié)約能源、合理用能已經(jīng)成為全球性的發(fā)展戰(zhàn)略，而燃油工業(yè)鍋爐作為工廠里的高能耗設(shè)備，探究其節(jié)能措施也已經(jīng)成為當(dāng)前工作的重點(diǎn)工作之一。從燃油工業(yè)鍋爐的工作流程可以看出:探究節(jié)能措施應(yīng)該從改善燃燒條件、強(qiáng)化換熱及熱回收等方面進(jìn)行著手。

1 燃油鍋爐的熱平衡實(shí)驗(yàn)

在進(jìn)行燃油鍋爐節(jié)能措施研究的初期，首先要做的就是做燃油工業(yè)鍋爐的正反熱平衡實(shí)驗(yàn)，對(duì)燃油鍋爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的調(diào)查，了解燃油鍋爐的能耗現(xiàn)狀及存在的問題。具體說來就是測(cè)試燃油鍋爐在不同穩(wěn)定工況下運(yùn)行是的蒸氣參數(shù)、煙氣參數(shù)、空氣參數(shù)、燃油數(shù)據(jù)等，通過計(jì)算其正反熱平衡狀況及熱效率，從而確定燃油鍋爐的燃燒是否充分，燃油鍋爐的利用效率，以及燃油鍋爐的廢氣、廢熱的排放程度，為下一步的分析和提出解決方案提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

為了保證測(cè)試的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行熱平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)遵循以下技術(shù)要求:(1)應(yīng)該在熱工況穩(wěn)定后進(jìn)行測(cè)試，即爐墻、鋼結(jié)構(gòu)等的吸熱達(dá)到飽和狀態(tài);(2)在同一工況下測(cè)定的熱效率之差不得大于5%;(3)過熱蒸氣的偏差范圍符合檢測(cè)的要求;(4)測(cè)試期間，負(fù)荷波動(dòng)不宜超過10%;(5)對(duì)有過熱器的鍋爐，水管鍋爐飽和蒸氣的濕度不宜超過3%，火管鍋爐飽和蒸氣的濕度不宜超過5%。

2 節(jié)能措施

目前對(duì)燃油工藝鍋爐節(jié)能的研究主要集中在以下二個(gè)方面:改善燃燒條件、強(qiáng)化換熱及熱回收。下面我們將分別進(jìn)行分析。

2.1 改善燃燒條件

(1)預(yù)熱和旋轉(zhuǎn)空氣

預(yù)熱空氣可以降低反應(yīng)的活化能，提高燃燒溫度，避免燃燒過程中析碳，有助于實(shí)現(xiàn)完全燃燒;旋轉(zhuǎn)空氣可以加強(qiáng)油氣之間的混合，實(shí)現(xiàn)均勻燃燒、減少析碳和有害物質(zhì)的生產(chǎn)，同時(shí)還可以增加徑向氣體動(dòng)量，有助于燃燒火焰的穩(wěn)定。

(2)改善油的霧化質(zhì)量

提高油的燃燒效率的途徑就是改善有的霧化質(zhì)量，常見的措施有:通過預(yù)熱來降低油的粘度，強(qiáng)化油的霧化效果;與水混合可以改善油的霧化質(zhì)量，該方式一般可以減少不完全燃燒損失，降低有害氣體特別是NOx的排放，一般當(dāng)摻水率在8%～10%，其霧化燃燒的效果最佳。

(3)控制燃燒氣體中氧氣的濃度

當(dāng)前對(duì)控制氣體中氧氣濃度的措施主要有三種方案:等當(dāng)量燃燒、分級(jí)燃燒和廢氣循環(huán)燃燒。等當(dāng)量燃燒就是讓過量空氣系數(shù)盡量控制在1.0附近，這種方法一方面可以減少廢氣的生成量，同時(shí)也可以抑制燃燒后期中的SO2向SO3轉(zhuǎn)化;分級(jí)燃燒的主要目標(biāo)就是降低熱力學(xué)NOx的排放，其工作原理是在燃燒高溫區(qū)讓燃油嚴(yán)重缺氧燃燒(空氣過量系數(shù)<1.0)，在富氧區(qū)域燃燒溫度卻又比較低(空氣過量系數(shù)>1.0)，這樣兩者就均不能生成熱力NOx;廢氣循環(huán)燃燒可以降低燃燒火焰溫度和燃燒區(qū)內(nèi)氧原子的濃度，從而達(dá)到抑制NOx的生成。

(4)預(yù)蒸發(fā)技術(shù)

預(yù)蒸發(fā)燃燒技術(shù)是讓燃油在著火前預(yù)先蒸發(fā)，以蒸氣狀態(tài)和空氣均勻混合燃燒，消除了燃燒過程中“液核”的存在，實(shí)現(xiàn)了真正的“氣體化”燃燒。實(shí)現(xiàn)液體燃料燃燒前的預(yù)蒸發(fā)的方法有多種，其中讓液體燃料在空氣中直接受熱蒸發(fā)是最經(jīng)濟(jì)最便捷的方法。

(5)燃燒器的優(yōu)化

燃油工業(yè)鍋爐的燃燒其主要有油槍和配風(fēng)器構(gòu)成，油槍對(duì)噴油量的大小和霧化質(zhì)量的好壞起著決定性的作用，配風(fēng)器對(duì)進(jìn)入爐膛的氣流的形狀和速度分布起著決定性的作用，因此，它們之間應(yīng)進(jìn)行合理的配置。比如，當(dāng)噴嘴為Y性噴嘴時(shí)，最好采用文丘里管式平流配風(fēng)器。

2.2 強(qiáng)化換熱及熱回收

在工業(yè)鍋爐中，煙氣的熱損失較大，大量的熱量隨煙氣排入大氣，即浪費(fèi)了能源有造成了環(huán)境污染，排煙溫度過高和過量空氣系數(shù)過大是造成熱損失過大的主要因素，同時(shí)熱回收管道的效率不高也是一個(gè)主要的因素。在燃油工業(yè)鍋爐中，高溫余熱多采用熱管式、管式及玻璃管式;低溫余熱的回收在我國研究的起步比較晚，由于低品位能本省的特點(diǎn)，目前仍在探索階段，隨著熱管技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)得到一定的效果。

1)熱管

熱管是為人們最熟知的一種換熱管道，有管殼、吸液芯和端蓋組成。管的一端為蒸發(fā)段，另一端為冷卻段，當(dāng)管的一端受熱時(shí)毛細(xì)芯中的液體蒸發(fā)汽化，蒸氣在微小的壓差下流向另一端放出熱量凝結(jié)成液體，液體靠毛細(xì)力的作用在流回蒸發(fā)段，如此循環(huán)不己，使熱量由管的一端傳至另一端。

與常規(guī)技術(shù)相比，熱管技術(shù)具有如下特點(diǎn):(1)熱管換熱設(shè)備比常規(guī)設(shè)備更安全、可靠，可長期運(yùn)行;(2)熱管管壁的問題可調(diào);(3)冷、熱端結(jié)構(gòu)和位置布置靈活;(4)效率高、節(jié)能效果顯著。

2)無機(jī)熱傳導(dǎo)技術(shù)

無機(jī)傳導(dǎo)技術(shù)是以無機(jī)元素為導(dǎo)熱介質(zhì)，將其注入到各類管中、夾層中，形成的具有導(dǎo)熱特性的元件。其工作原理是無機(jī)導(dǎo)熱介質(zhì)收熱激發(fā)產(chǎn)生動(dòng)能而運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)，伴隨著物理、化學(xué)變化而快速的將熱能進(jìn)行傳遞。該元件幾乎呈現(xiàn)出熱阻趨于零的特征，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)相同表面積金屬材料額7000多倍。目前無機(jī)熱傳導(dǎo)元件在工業(yè)上的應(yīng)用已經(jīng)取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，特別是在空氣預(yù)熱器以及余熱鍋爐方面的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]夏信良.淺析工業(yè)鍋爐的節(jié)能措施[J].科技咨訊，2006，16:21-22

①作者簡介:顏海宙，男，漢族，1973年出生，大學(xué)本科，工程師，湖北大悟人，中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司洪荊輸油處工作，主要從事經(jīng)營管理工作。