鞏義市第五耐火材料廠節(jié)能改造分析

趙娜

(開封市豫生熱力設(shè)備有限公司,河南 開封 475000)

鞏義市第五耐火材料廠節(jié)能改造分析

趙娜

(開封市豫生熱力設(shè)備有限公司,河南 開封 475000)

本文介紹了鞏義市第五耐火材料廠的能源利用基本情況,以其中一個分廠為例(其余各分廠情況大同小異),經(jīng)過現(xiàn)場考察和具體分析計算,討論了該廠是否需要進(jìn)行節(jié)能改造以及改造后預(yù)計可達(dá)到的效果。

隧道窯;余熱利用;節(jié)能改造

河南省是我國三大耐火材料生產(chǎn)基地之一,耐火材料為鞏義市支柱產(chǎn)業(yè)之一,該地區(qū)大部分耐材企業(yè)工藝裝備落后,能源消耗較高,環(huán)境污染嚴(yán)重。本文以鞏義市第五耐火材料廠為研究對象,對該廠進(jìn)行節(jié)能改造分析。該廠主要經(jīng)營熱風(fēng)爐和高爐用耐火材料,下設(shè)八個分廠,一個研究所和一個檢測中心,目前幾乎沒有節(jié)能改造項目,2010年全廠年原煤總耗量近53 849.65t,折標(biāo)準(zhǔn)煤48 157.74t,節(jié)能改造潛力巨大［1］。

1 基本情況及主要設(shè)備參數(shù)

第五耐火材料廠下轄八個分廠,目前全廠共有5條隧道窯、6條梭式窯。其各個分廠之間相距不遠(yuǎn),結(jié)構(gòu)布局和生產(chǎn)管理狀況也大致相似。如果進(jìn)行節(jié)能改造,各分廠之間可用管網(wǎng)相互連接,可將余熱利用裝置(如余熱鍋爐)布置在合理位置,某兩個或三個分廠共用,節(jié)省設(shè)備投資?，F(xiàn)以四分廠為例,對其節(jié)能改造潛力進(jìn)行針對性的分析。四分廠廠區(qū)內(nèi)有耐火磚加工成型車間,職工洗浴中心,辦公樓；區(qū)外為居民區(qū),附近有中專學(xué)校和當(dāng)?shù)卣k公樓,2公里處有五耐旗下的青龍溫泉大酒店。目前四分廠有1條隧道窯、6條梭式窯。廠區(qū)消耗的原煤全部用于煤氣發(fā)生爐,產(chǎn)生的煤氣用于隧道窯、梭式窯等燒成設(shè)備。煤氣在窯爐中燃燒,生成的煙氣一部分通往烘干窯,一部分則直接對空排放,煙氣余熱沒有得到充分利用,不僅嚴(yán)重浪費(fèi)能源,對周圍環(huán)境也造成了嚴(yán)重的污染。四分廠的節(jié)能改造主要在隧道窯的冷卻帶、預(yù)熱帶,可在冷卻帶和預(yù)熱帶加裝余熱回收裝置,將窯墻增加敷設(shè)保溫材料,進(jìn)行保溫改造。余熱利用主要在以下幾點：第一,耐火磚加工車間冬季供暖。第二,在窯爐排煙口加裝熱管換熱器,利用煙氣余熱制取熱水。熱水主要用于冬季供暖和洗浴用水。初步考察結(jié)果顯示,四分廠附近的中專學(xué)校、政府辦公樓以及青龍大酒店都在供暖和洗浴用水的輸送范圍之內(nèi)。第三,利用余熱型溴化鋰機(jī)組制取冷量,除了供給廠區(qū)辦公樓用,余量可以外供給附近。第四,利用煙氣余熱加熱煤氣,提高了窯爐爐膛溫度,在保持當(dāng)前產(chǎn)量不變的情況下可以節(jié)省煤氣,同時也提高了煤氣的濃度,可以使燃燒更完全。第五,加裝余熱鍋爐,利用窯爐煙氣余熱制取蒸汽,制取的蒸汽自用或外供給其他用戶。

項目基本參數(shù)：

圖1 四分廠隧道窯基本情況圖

圖1中,1#風(fēng)機(jī)為冷卻風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為常溫空氣,流量16 156一30 993m3/h,全壓2 104一1 400Pa,電機(jī)功率18.5kW,介質(zhì)溫度20℃,介質(zhì)密度1.2kg/m3；2#風(fēng)機(jī)為抽熱風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為高溫?zé)煔?風(fēng)機(jī)進(jìn)口處開有擋板,以利于高溫?zé)煔馀c常溫空氣混合,降低煙氣溫度使風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行,風(fēng)機(jī)出口管道溫度表顯示溫度110℃,風(fēng)機(jī)流量為16 156一30 9933m3/h,全壓1 303一868Pa,電機(jī)功率15kW,介質(zhì)溫度200℃,介質(zhì)密度0.745kg/m3；3#風(fēng)機(jī)為急冷風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為常溫空氣,流量1 610一3 488m3/h,全壓5 697一5 080Pa,電機(jī)功率11kW,介質(zhì)溫度20℃,介質(zhì)密度1.2kg/m3；4#風(fēng)機(jī)為助燃風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)冷卻帶熱風(fēng),風(fēng)機(jī)進(jìn)口處開有擋板,擋板可調(diào)整風(fēng)機(jī)進(jìn)口流量的大小；5#風(fēng)機(jī)為烘干窯排煙風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為煙氣,外接煙囪排空。6#風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為窯頭煙氣,流量35 052一44 128m3/h,電機(jī)功率30kW,工作溫度250℃,工作時兩臺風(fēng)機(jī)全開；7#風(fēng)機(jī)為攪拌風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為高溫?zé)煔?增加窯內(nèi)煙氣氣流擾動,流量5 020一15 129m3/h,全壓3 364一2 452Pa,電機(jī)功率18.5kW,介質(zhì)溫度200℃,介質(zhì)密度0.742kg/m3；8#風(fēng)機(jī)為窯車車輪冷卻風(fēng)機(jī),抽取介質(zhì)為常溫空氣,用以冷卻。這6條梭式窯,工作模式為間歇式開啟,按3條常開計算。梭式窗風(fēng)機(jī)流量60 533m3/h,工作溫度400℃,介質(zhì)密度0.742kg/m3。

2 節(jié)能改造工程建成后預(yù)計節(jié)能效果

下面以四分廠為例,進(jìn)行節(jié)能量計算,四分廠有1條隧道窯,6條梭式窯,其中6條梭式窯有3條全開。

2.1 隧道窯冷卻帶改造后的節(jié)能量。窯尾抽熱風(fēng)機(jī)流量為30 993m3/s,按40%煙氣含量計算,煙氣溫度600℃,介質(zhì)密度0.742kg/m3,煙氣的平均比熱取經(jīng)驗值1.122kJ/ kg·℃,通過余熱回收裝置后,節(jié)能量為:(600一100)×1.122× 30 993×0.742×0.4=5 160 483kJ/h,標(biāo)煤的發(fā)熱量按29 302kJ/kg,窯尾抽熱風(fēng)機(jī)節(jié)能量折合標(biāo)煤0.176t/h。

2.2 隧道窯預(yù)熱帶節(jié)能改造后的節(jié)能量。預(yù)熱帶有兩臺風(fēng)機(jī),每臺流量為44 128m3/s,按40%煙氣含量計算,煙氣溫度450℃,介質(zhì)密度0.742kg/m3,煙氣的比熱為1.122kJ/kg·℃,通過余熱回收裝置后,節(jié)能量為(450一130)×1.122×44 128×0.742×2×0.4=9 321 008kJ/h,標(biāo)煤的發(fā)熱量按29 302kJ/kg,窯尾抽熱風(fēng)機(jī)節(jié)能量折合標(biāo)煤0.318t/h。

2.3 隧道窯窯墻改造后的節(jié)能量。隧道窯外墻無保溫隔熱層,熱量散失嚴(yán)重,現(xiàn)對窯體進(jìn)行加裝隔熱層改造。窯體面積為110×1.6×2+1 102.36=611.6m2,改造前窯墻平均溫度為80℃,在此溫度下窯墻的散熱量取經(jīng)驗值為841W/m2,改造后窯墻的平均溫度50℃,在此溫度下窯墻的散熱量取經(jīng)驗值為410W/m2,改造后窯墻墻體的每小時的節(jié)能量為3 600×(841一410)×611.6=805 590kJ/h,標(biāo)煤的發(fā)熱量按29302kJ/kg,折合標(biāo)煤0.032t/h。由以上計算得：四分廠隧道窯改造后一共可節(jié)省標(biāo)煤(0.176+ 0.318+0.032)×8 000=4 208t

2.4 梭式窯改造后的節(jié)能量。四分廠共有6個梭式窯,按3個全開計算。梭式窗風(fēng)機(jī)流量60 533m3/s,工作溫度400℃,介質(zhì)密度0.742kg/m3,煙氣的比熱為1.122kJ/ kg·℃,通過余熱回收后節(jié)能量為(400一130)×1.122×60 533×0.742×0.43=16 328 036kJ/h,標(biāo)煤的發(fā)熱量按29302kJ/kg,梭式窯節(jié)能量折合標(biāo)煤0.557t/h,每年節(jié)能量8 000×0.557=4 456t。單以四分廠1條隧道窯、6條梭式窯計算,節(jié)能改造后每年可節(jié)省8 664t標(biāo)煤。總廠共有5條隧道窯(另四條都比四分廠的型號大)、6條梭式窯,預(yù)計節(jié)能改造后每年節(jié)省4 208×5+4 456=25 496t標(biāo)煤。

目前我國政策大力支持節(jié)能改造,根據(jù)《節(jié)能技術(shù)改造財政獎勵資金管理辦法》(財建〔2011〕367號)的有關(guān)規(guī)定,該項目符合國家節(jié)能技術(shù)改造獎勵政策范疇,企業(yè)可就本項目改造申請國家節(jié)能獎勵資金。

3 結(jié)論

通過上述分析可以看出,該廠進(jìn)行節(jié)能改造后,不但可節(jié)省全廠生產(chǎn)成本、減輕環(huán)境污染；可以利用余熱給廠區(qū)冬季提供供暖、提供企業(yè)職工洗浴用水、供應(yīng)給附近用戶蒸汽和熱水,為工廠增加額外收入、還可申請政府資金獎勵,可謂一舉數(shù)得。因此,認(rèn)真考慮在全廠范圍內(nèi)進(jìn)行節(jié)能改造,通過合理規(guī)劃將節(jié)能潛力盡數(shù)發(fā)揮,利用廠區(qū)地理優(yōu)勢最大化減少投資,增進(jìn)收益,對該廠意義重大。

［1］GB/T13234一2009企業(yè)節(jié)能量計算方法［S］.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

Analysis on Energy-saving Retrofit of the Fifth Refractory Plantin Gongyi City

Zhao Na
(Kaifeng Yusheng Thermal Power Equipment Co.,Ltd.Kaifeng Henan 475000)

This paper introduces the basic situation of energy using in the fifth refractory plant in Gongyi City,taking a branch as an example(the rest branches with similar situation),through on一site inspection,and specific analysis and calculation,whethertheplantneedstocarryoutenergy一savingretrofitandtheexpectedeffectthatcan beachieved arediscussed.

tunnel kiln;waste heat utilization;energy一saving retrofit

TQ171

A

1003一5168(2015)07一0138一2

2015一6一14

趙娜(1984.2一),女,本科,助理工程師,研究方向:熱能與動力工程。