GBT15319-1994火焰加热炉节能监测方法
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工业锅炉节能监测分析根据国家标准《工业锅炉节能监测方法》GB/T15317-1994的规定,对企业工业锅炉的监测共5项监测指标,其中测试项目4项:分别是排烟温度、排烟处空气过量系数、炉渣含碳量和炉体外表面温度;检查项目1个:即考察锅炉热效率。
该标准对这5项监测指标的具体监测方法、计算方法和合格指标都作了详细规定,同时还要求在监测后对锅炉监测结果进行分析评价并提出改进建议。
本文试图围绕着五项监测指标,对其作出尽可能全面而深入的分析,努力探讨各项指标与锅炉运行状况之间的关系。
某项指标不合格可能反映了锅炉的哪些方面存在问题,应当从哪些方面寻找分析指标不合格的原因,目的是能给大家进行监测分析时提供尽可能的提示,避免挂一漏万。
进行监测分析,主要是提出监测结果不合格的原因和问题所在,并提出改进方向和建议,包括以下三个方面:(1)监测指标不合格的原因。
(2)不合格造成的后果。
(3)提出整改建议。
1排烟温度排烟热损失是锅炉的主要热损失之一,可达10%~20%。
排烟热损失主要取决于排烟温度和过量空气系数的大小。
在锅炉运行中为了减少排烟热损失,应在满足燃烧反应需要的前提下尽量保持较低的空气系数,应尽可能避免燃料室及各部分烟道的漏风,以降低排烟热损失。
排烟温度也不是越低越好,因为太低的排烟温度势必要增加锅炉尾部受热面,这是不经济的;同时还会增加通风阻力,增加引风机的电耗;此外过低的排烟温度若低于烟气露点以下,将会引起受热面的腐蚀,危及锅炉的安全运行。
最合理的排烟温度应根据排烟热损失和尾部受热面的金属耗量与烟气露点等进行技术经济核算来确定。
造成锅炉排烟温度升高除没有装设尾部受热面以外,还受烟气短路、受热面积灰与结垢、运行负荷等因素的影响。
要降低排烟热损失,应防止锅炉烟气系统烟灰的结垢和堆堵。
这种现象多数发生在锅炉受热面上,包括炉膛的水冷壁和省煤器等处。
合理的锅炉设计要求是把碳氢化合物在锅炉内燃烧完全,既提高了煤的燃烧率,又可防止锅炉冒黑烟,但是由于种种原因,烟管及省煤器的烟垢堵塞是不可避免的。
蓄热式铝熔炼炉理论热平衡计算及节能分析桂冠冠;陈镇江【摘要】详细分析了某蓄热式铝熔炼炉理论热平衡,了解了整个熔炉系统的各项热损失,为提高铝熔炼炉能源利用率、减少热损失提出了工艺操作和设备结构方面的改进建议.【期刊名称】《有色冶金节能》【年(卷),期】2017(033)001【总页数】4页(P24-27)【关键词】蓄热式燃烧;铝熔炼炉;理论热平衡;热损失【作者】桂冠冠;陈镇江【作者单位】湖北君邦环境技术有限责任公司,湖北武汉430000;湖北君邦环境技术有限责任公司,湖北武汉430000【正文语种】中文【中图分类】TF821.06某铝液直供项目采用的铝熔炼炉为反射炉,采用的燃料为天然气。
通过对该项目采用的蓄热式铝熔炼炉进行理论热平衡计算,了解整个熔炉系统的各项热损失,找出节能途径,为提高铝熔炼炉能源利用率提出工艺操作和设备结构方面的改进建议。
该项目选用矩形倾动式熔炼炉,容量为18 t。
将经分选过的回炉铝材通过自动加料机投入炉内熔化。
铝液温度控制在720 ℃左右,熔炼时间为5 h左右。
选择反射炉是因为反射炉能够保持炉内的还原性气氛,减少合金的吸气和氧化作用。
熔炼炉额定容量为18 t,实际入炉料按16 t计算,则熔炼炉物料平衡见表1。
为了简化计算,铝原料(纯铝锭、回收铝锭、回收料)的固态比热容均按下式计算:Cl=a+bt,其中a=0.94,b=2.96×10-3(固态铝比热容公式) [1];根据相关资料铝原料熔化温度取660 ℃,溶解热为398 kJ/kg,液态比热容为1.176 kJ/kg·℃,铝原料燃烧热为30 481 kJ/kg。
熔炼炉铝液出炉温度为720 ℃,铝液烧损率取0.3%[2]。
由公式:式中:Q——吸、放热量,kJ;C——物质比热容,kJ/(kg·K);M——物质质量,kg;Δt——物质初、终态温度差,K。
计算得1 kg铝原料从0 ℃加热至20 ℃吸热量为Q1=19.392 kJ/kg、1 kg铝原料从0 ℃加热至660 ℃吸热量为Q2=1 265.088 kJ/kg。
锅炉检验的方法1.宏观检验宏观检验是指凭肉眼或借助一般放大镜观察锅炉受压元件表面上产生的腐蚀、变形、渗漏和裂纹等缺陷。
这对一些明显的表面缺陷容易发现。
若无法直接观察,但又怀疑元件某处有发生裂纹的可能时,可用砂纸将该处磨光,再用10%的硝酸腐蚀剂处理,擦净后借用5~10倍的放大镜观察,以判断其是否发生裂纹。
2.锤击检验锤击检验是目前锅炉检验的基本方法之一。
它是用0.5kg重的小锤,靠锤击被检验元件发出的声音和小锤弹回的程度来判断被检元件的缺陷情况。
锤击发出的声音清脆而单纯,小锤亦能弹回,则认为被检验元件情况良好。
若锤击时被击元件发出闷声、浊声和破碎声,而且小锤的弹跳性也很差,则说明金属元件内可能有分层、夹渣和裂纹;也可能是金属表面被腐蚀和内表面已经结了很多水垢。
锤击铆钉或螺栓头部时发出浊声,而用手指放在锤击部感到有移动,则表面铆钉或螺栓松驰。
锤击铆钉头部时,铆钉脱落,则是铆缝有苛性脆化,应进一步详细检验。
3.灯光检验灯光检验是用手电筒照射锅炉元件表面,根据不均匀变形情况发现缺陷。
它可检验出锅筒、集箱、炉胆、火管和水管等受压元件的大面积不均匀腐蚀、变形和粗裂纹等。
检验时灯光沿着金属表面照射。
被腐蚀的地方,在灯光下呈黑色斑点,若发生鼓包变形,则凸起部分被照亮,而凹下部分是黑暗的,若金属表面有裂纹,则在灯光照射下显示一黑黑的线条。
4.钻孔检验为了确定被腐蚀金属的残余厚度,以及查明金属裂纹的深度或夹层的发展方向,可以采用钻孔检验。
钻孔检验金属的残余厚度时,一般钻孔孔径取6~8mm,孔的边缘应钻在腐蚀最深的地方,而且要钻透,然后用回形针测出残余厚度。
如果单面被腐蚀,测量残余厚度不用孔,只有两面被腐蚀且特别大的面积或用无损探伤方法不易测出残余厚度的地方,才用钻孔法测厚。
为了确定金属内夹层的发展方向或裂纹的深度,可先在有此缺陷的地方钻上2~3mm深的孔,其孔径约为13mm,把孔边用砂纸磨光并酸洗,然后用5~10倍的放大镜观察。
火焰加热炉节能监测方法(GB/T15319-1994)第一节主题内容与适用范围1. 标准规定了火焰加热炉能源利用状况的监测内容、监测方法和合格指标。
力口热炉的热源来自煤、油、气、电,除电炉外,燃煤、燃油、燃气加热炉是以煤、油、燃气的燃烧作为热源进行加热的,通称为火焰加热炉。
火焰加热炉广泛应用于国民经济的各个行业,尤其是冶金、机械、兵器、铁路、交通等部门更为集中,其耗能量均占各行业总耗能量相当大的比例。
标准在编制中着力突出了节能监测”的特点,体现节能监测的技术执法职能。
标准既要区别于相关的管理标准、方法标准和行政法规,又要与相关的标准、行政法规相呼应和衔接。
对监测项目和监测合格指标的确定,既要参照已颁布的相关标准,又要结合火焰加热炉的特点及现状。
例如,本标准中炉体外表面温度的监测合格指标就是部分采用了GB3486《评价企业合理用热技术导则》中的规定。
这是由于绝热保温材料的发展和普遍采用,炉体外表面温度已普遍下降,因此,在本标准中对此指标作了部分调整。
又如确定排烟温度监测合格指标时,考虑到火焰加热炉余热回收装置的设置不一定在经济上都是合理的,因此也是部分采用了《评价企业合理用热技术导则》中的指标。
标准中确定的监测项目应能全面、真实地反映出炉子的整体运行状况,并能从中查找分析出炉子所存在的问题。
根据对火焰加热炉的监测要求和前述火焰加热炉的节能主要途径,参考加热炉热平衡测算的项目,确定了本标准中的监测项目,即排烟温度、空气系数、炉渣含碳量(指燃煤的火焰加热炉)、炉体外表面最高温度和可比单位燃耗等五项。
对火焰加热炉来说,监测这五个项目基本上能反映出炉子的整体运行状况,并能据此提出改进的建议。
火焰加热炉的节能监测与火焰加热炉的热平衡既有联系又不尽相同。
火焰加热炉的热平衡是炉子的热量收入和热量支出的平衡,通过测算炉子的有效利用能量及各项热损失,计算出炉子的热效率;通过对各项热损失的分析,找出炉子存在的问题,提出改进的意见和建议。
蒸汽加热设备节能监测方法(GB/T15914-1995)第一节 主题内容与适用范围1. 标准规定了蒸汽加热设备能源利用状况的监测内容、监测方法和合格指标。
本标准的能源利用状况是指输入热能的合理性(即蒸汽的品位);设备的有效能量的水平(即热效率的高低);各项损失热量的合理性;设备管理操作水平,设备所生产产品产量及其单位产品能耗水平。
2. 标准适用于汽功率≥325kW(0.5t/h)。
蒸汽加热设备包括四大类:a. 蒸煮设备;b. 蒸发与蒸馏设备;c. 蒸汽加热干燥设备;d. 综合用汽设备。
根据我国目前的实际情况, 把蒸汽加热设备的用汽功率定在≥325kW(用蒸汽量≥0.5 t/h),小于这个用汽量的就不进行热效率监测了。
但遇到特殊情况,如某企业蒸汽加热设备很多,但每台用汽量小于0.5 t/h,总的用蒸汽量却大于10 t/h,则仍可进行监测测试项目的监测,同样可以评价其蒸汽加热设备的能源利用水平。
3. 标准不适用于蒸汽动力设备。
因为本标准未包括蒸汽动力设备的效率测试与计算方法,如汽轮机(发电)、蒸汽机车(运输)和蒸汽锤等节能监测方法,这些更为复杂需另行制订监测标准。
第二节 蒸汽加热设备节能监测项目1. 蒸汽加热设备节能监测应检查热效率。
a. 企业所提供的热效率测算数据应以专业监测单位的监测报告为依据。
b. 蒸汽加热设备热效率监测时间间隔不超过三年。
新投入的蒸汽加热设备应对其进行热效率监测验收。
之所以要求对新投入生产使用的蒸汽加热设备应及时进行热效率监测验收,是要了解新投产的蒸汽加热设备的额定性能指标与实际调试出的生产性能指标是否相符合;安装有什么缺陷;是否符合节能型设备的条件;其运行热效率是否达到额定指标,能否达到节能监测的合格指标要求,即作到对新投产的蒸汽加热设备心中有数。
本标准中的检查项目是参照<<工业锅炉节能监测方法>>标准制定的,就是将设备复杂和测算难度大的项目只作检查项目,检查是否进行过测试;是否做到了合格指标;不合格时是否进行了复测;是否超过规定的节能监测周期。
工业固定资产投资项目节能评估和审查国家标准汇编目录一、通用标准1.GB 3486-1993 评价企业合理用热技术导则2.GB 3485-1998 评价企业合理用电技术导则3.GB 15320-2001 节能产品评价导则4.GB/Z 18718-2002 热处理节能技术导则5.GB/T 4272-2008 设备及管道绝热技术通则6.GB/T 10201-2008热处理合理用电导则7.GB/T 13471-2008节电技术经济效益计算与评价方法8.GB/T 2587-2009用能设备能量平衡通则9.GB/T 3484-2009企业能量平衡通则10.GB/T 17719-2009工业锅炉及火焰加热炉烟气余热资源量计算方法与利用导则11.GB/T 1028-2018工业余能资源评价方法12.GB/T 7119-2018节水型企业评价导则13.GB/T 13234-2018用能单位节能量计算方法14.GB/T 17166-2019能源审计技术通则15.GB/T 2589-2020综合能耗计算通则16.GB/T 14909-2021能量系统分析技术导则二、工业产品(或工序)能耗限额标准1.GB 25323-2010再生铅单位产品能源消耗限额2.GB 25326-2010铝及铝合金轧、拉制管、棒材单位产品能源消耗限额3.GB 21347-2012镁冶炼企业单位产品能源消耗限额4.GB 21252-2013建筑卫生陶瓷单位产品能源消耗限额5.GB 21256-2013粗钢生产主要工序单位产品能源消耗限额6.GB 21342-2013焦炭单位产品能源消耗限额7.GB 21346-2013电解铝企业单位产品能源消耗限额8.GB 21350-2013铜及铜合金管材单位产品能源消耗限额9.GB 21248-2014铜冶炼企业单位产品能源消耗限额10.GB 21249-2014锌冶炼企业单位海口能源消耗限额11.GB 21250-2014铅冶炼企业单位产品能源消耗限额12.GB 21251-2014镍冶炼企业单位产品能源消耗限额13.GB 21257-2014烧碱单位产品能源消耗限额14.GB 21348-2014锡冶炼企业单位产品能源消耗限额15.GB 21349-2014锑冶炼企业单位产品能源消耗限额16.GB 21351-2014铝合金建筑型材单位产品能源消耗限额17.GB 25324-2014铝电解用石墨质阴极炭块单位产品能源消耗限额18.GB 25325-2014铝电解用预焙阳极单位产品能源消耗限额19.GB 21343-2015电石单位产品能源消耗限额20.GB 21344-2015合成氨单位产品能源消耗限额21.GB 21345-2015黄磷单位产品能源消耗限额22.GB/T 19944-2015热处理生产燃料消耗定额及其计算和测定方法23.GB 21258-2017常规燃煤发电机组单位产品能源消耗限额24.GB 21341-2017铁合金单位产品能源消耗限额25.GB 25327-2017氧化铝企业单位产品能源消耗限额26.GB 21370-2017炭素单位产品能源消耗限额27.GB 21340-2019平板玻璃单位产品能源消耗限额28.GB 16780-2021水泥单位产品能源消耗限额三、终端用能产品能效限定值及能效等级标准1.GB 19573-2004高压钠灯能效限定值及能效等级2.GB 19574-2004高压钠灯用镇流器能效限定值及节能评价值3.GB 19762-2007清水离心泵能效限定值及节能评价值4.GB 21518-2008交流接触器能效限定值及能效等级5.GB 24848-2010石油工业用加热炉能效限定值及能效等级6.GB 17896-2012管型荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值7.GB 19043-2013普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级8.GB 19044-2013普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级9.GB 19415-2013单端荧光灯能效限定值及节能评价值10.GB 20943-2013单路输出式交流-直流和交流-交流外部电源能效限定值及节能评价值11.GB 19577-2015冷水机组能效限定值及能效等级12.GB 20053-2015金属卤化物灯用镇流器能效限定值及能效等级13.GB 20054-2015金属卤化物灯能效限定值及能效等级14.GB 19153-2019容积式空气压缩机能效限定值及能效等级15.GB 19576-2019单元式空气调节机能效限定值及能效等级16.GB 18613-2020电动机能效限定值及能效等级17.GB 19761-2020通风机能效限定值及能效等级18.GB 20052-2020电力变压器能效限定值及能效等级19.GB 24500-2020工业锅炉能效限定值及能效等级20.GB 21454-2021多联式空调(热泵)机组能效限定值及能效等级四、节能设计标准1.GB 16618-1996工业炉窑保温技术通则2.GB/T 8175-2008设备及管道绝热设计导则3.GB 50264-2013工业设备及管道绝热工程设计规范4.GB 50376-2015橡胶工厂节能设计规范5.GB 50443-2016水泥工厂节能设计规范6.GB/T 50527-2019平板玻璃工厂节能设计规范五、节能监测及测试标准1.GB 15319-1994火焰加热炉节能监测方法2.GB 16664-1996企业供配电系统节能监测方法3.GB 16667-1996电焊设备节能监测方法4.GB 18293-2001电力整流设备运行效率的在线测量5.GB 5321-2005量热法测定电机的损耗和效率6.GB/T 7287-2008 红外辐射加热器试验方法7.GB/T 8174-2008设备及管道绝热效果的测试与评价8.GB/T 10066.9-2008电热装置的试验方法第9部分:高频介质加热装置输出功率的测定9.GB/T 13475-2008绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法10.GB/T 17357-2008设备及管道绝热层表面热损失现场测定热流计法和表面温度法11.GB/T 6422-2009用能设备能量测试导则12.GB/T 15316-2009节能监测技术通则13.GB/T 15317-2009燃煤工业锅炉节能监测14.GB/T 15910-2009热力输送系统节能监测15.GB/T 15912.1-2009制冷机组及供制冷系统节能测试第1部分16.GB/T 17358-2009热处理生产电耗计算和测定方法17.GB/T 24560-2009电解、电镀设备节能监测.18.GB/T 24561-2009干燥窑与烘烤炉节能监测19.GB/T 24562-2009燃料热处理炉节能监测20.GB/T 24563-2009煤气发生炉节能监测21.GB/T 24564-2009高炉热风炉节能监测22.GB/T 24565-2009隧道窑节能监测23.GB/T 24566-2009整流设备节能监测24.GB/T 15318-2010热处理电炉节能监测25.GB/T 25328-2010玻璃窑炉节能监测26.GB/T 10820-2011生活锅炉热效率及热工试验方法27.GB/T 10863-2011烟道式余热锅炉热工试验方法28.GB/T 16666-2012 泵类液体输送系统节能监测29.GB/T 13467-2013通风机系统电能平衡测试与计算方法30.GB/T 13468-2013泵类液体输送系统电能平衡测试与计算方法31.GB/T 10180-2017工业锅炉热工性能试验规程32.GB/T 16665-2017空气压缩机组及供气系统节能监测33.GB/T 13338-2018工业燃料炉热平衡测定与计算基本规则34.GB/T 16811-2018工业锅炉水处理设施运行效果与监测35.GB/T 15911-202工业电热设备节能监测方法36.GB/T 15914-2021蒸汽加热设备节能监测方法37.GB/T 15913-2022风机机组与管网系统节能监测六、用能设备经济运行标准1.GB/T 12497-2006三相异步电动机经济运行2.GB/T 13466-2006交流电气传动风机(泵类、空气压缩机)系统经济运行通则3.GB/T 17954-2007工业锅炉经济运行4.GB/T 17981-2007空气调节系统经济运行5.GB/T 21056-2007风机、泵类负载变频调速节电传动系统及其应用技术条件6.GB/T 13462-2008电力变压器经济运行7.GB/T 13470-2008通风机系统经济运行8.GB/T 18292-2009生活锅炉经济运行9.GB/T 19065-2011电加热锅炉系统经济运行10.GB/T 13469-2021离心泵、混流泵与轴流泵系统经济运行七、能源管理及计量器具配备标准1.GB/T 12712-1991蒸汽供热系统凝结水回收及蒸汽疏水阀技术管理要求2.GB 17167-2006用能单位能源计量器具配备和管理通则3.GB/T 20901-2007石油石化行业能源计量器具配备和管理要求4.GB/T 20902-2007有色金属冶炼企业能源计量器具配备和管理要求5.GB/T 5623-2008产品电耗定额制定和管理导则6.GB/T 15587-2008工业企业能源管理导则7.GB/T 21367-2008化工企业能源计量器具配备和管理要求8.GB/T 21368-2008钢铁企业能源计量器具配备和管理要求9.GB/T 21369-2008火力发电企业能源计量器具配备和管理要求10.GB/T 22336-2008 企业节能标准体系编制通则11.GB/T 24851-2010建筑材料行业能源计量器具配备和管理要求12.GB/T 23331-2020能源管理体系要求及使用指南。
火焰加热炉节能监测方法(GB/T15319-1994)第一节主题内容与适用范围1. 标准规定了火焰加热炉能源利用状况的监测内容、监测方法和合格指标。
加热炉的热源来自煤、油、气、电,除电炉外,燃煤、燃油、燃气加热炉是以煤、油、燃气的燃烧作为热源进行加热的,通称为火焰加热炉。
火焰加热炉广泛应用于国民经济的各个行业,尤其是冶金、机械、兵器、铁路、交通等部门更为集中,其耗能量均占各行业总耗能量相当大的比例。
标准在编制中着力突出了“节能监测”的特点,体现节能监测的技术执法职能。
标准既要区别于相关的管理标准、方法标准和行政法规,又要与相关的标准、行政法规相呼应和衔接。
对监测项目和监测合格指标的确定,既要参照已颁布的相关标准,又要结合火焰加热炉的特点及现状。
例如,本标准中炉体外表面温度的监测合格指标就是部分采用了GB3486《评价企业合理用热技术导则》中的规定。
这是由于绝热保温材料的发展和普遍采用,炉体外表面温度已普遍下降,因此,在本标准中对此指标作了部分调整。
又如确定排烟温度监测合格指标时,考虑到火焰加热炉余热回收装置的设置不一定在经济上都是合理的,因此也是部分采用了《评价企业合理用热技术导则》中的指标。
标准中确定的监测项目应能全面、真实地反映出炉子的整体运行状况,并能从中查找分析出炉子所存在的问题。
根据对火焰加热炉的监测要求和前述火焰加热炉的节能主要途径,参考加热炉热平衡测算的项目,确定了本标准中的监测项目,即排烟温度、空气系数、炉渣含碳量(指燃煤的火焰加热炉)、炉体外表面最高温度和可比单位燃耗等五项。
对火焰加热炉来说,监测这五个项目基本上能反映出炉子的整体运行状况,并能据此提出改进的建议。
火焰加热炉的节能监测与火焰加热炉的热平衡既有联系又不尽相同。
火焰加热炉的热平衡是炉子的热量收入和热量支出的平衡,通过测算炉子的有效利用能量及各项热损失,计算出炉子的热效率;通过对各项热损失的分析,找出炉子存在的问题,提出改进的意见和建议。
根据前些年的炉子进等级的经验,对节能监测没必要与炉子的热平衡等同要求。
本标准中所确定的监测项目抓住了炉子运行中能源利用的主要矛盾,能够满足监测的执法要求,而且节约了大量的人力、物力和财力。
2. 标准适用于炉底有效面积大于或等于0.5平方米的火焰加热炉。
由于各行业的及各种用途的火焰加热炉热负荷相差较大,以加热炉热负荷来规定节能监测的起始点其复盖面不易掌握,因此,标准中只给出了适用于本标准的最小炉底面积(即炉底面积大于或等于0.5m2的火焰加热炉)。
通过调查表明,此规定可符合大部分行业的实际情况。
3. 标准不适用于火焰热处理炉。
火焰热处理炉与火焰加热炉由于加热目的不同,加热工艺、能源单耗差别较大,所以在标准中规定了“本标准不适用于火焰热处理炉”。
火焰热处理炉的节能监测标准需另行制定。
第二节火焰加热炉节能监测项目1. 排烟温度。
治金、机械等工业部门的火焰加热炉,从炉尾排出的烟气温度高达600~1100℃,排烟热损失通常为30~50%。
出炉烟气带走热量的大小要机取决于出炉烟气量和烟气温度。
出炉烟气量越大,烟气温度越高,烟气带走的热量就越多。
例如:燃耗为209×104千焦/吨的加热炉,烟气温度每降低100℃可节约燃料4~5%。
排烟热损失对火焰加热炉热效率的影响很大,所以排烟温度是衡量火焰加热炉热效率的重要指标之一,也是烟气余热的回收在火焰加热炉的节能措施中也占有重要地位。
2. 空气系数。
空气系数过大或过小都会造成燃料的浪费:空气系数过大,因烟气量的增加,排烟热损失增大,造成燃料浪费;空气系数过小,则会因为燃料燃烧的不完全,造成燃料的浪费。
在炉用燃料不变的情况下,改善燃烧技术,适当降低空气系数是减少烟气量的有效途径。
当烟气温度一定时,随空气系数的增加,排烟热损失呈直线性增大。
而采用低空气系数燃烧,废气的热量值小,理论火焰温度高,也就是被加热钢料的热势能高,其节约燃料的效果明显,并能减少氮氧化物。
例如:当烟气温度为700℃时,空气系数每降低0.1,燃料节约约为3%;烟气温度为900℃时,空气系数每降低0.1,燃料节约约为5%。
所以空气系数列为了需要监测的指标。
3. 炉渣含碳量(指燃烧火焰加热炉)。
一些技术发达国家的工业炉已基本不用煤直接作为燃料,尤其对温度要求高、加热质量要求严的炉窑,主要使用各种气体燃料和液体燃料。
我国工业炉燃料构成比例各行业不同,除工艺要求用固体燃料外,总的趋势是气体燃料和电热逐渐增加,而煤和油所占的比例逐渐下降。
火焰加热炉使用的固体燃料主要是煤,少数炉子使用粉煤。
燃煤火焰加热炉炉渣含碳量是直接考核火焰加热炉燃料利用状况的重要指标。
由于炉渣含碳量而造成的热损失一般为3~5%。
对火焰加热炉的节能降耗有一定的影响。
炉渣含碳量一般与入炉煤的粒度、燃料在炉内停留时间、空气系数等因素有关。
此监测项目只是针对燃煤火焰加热炉而设立的。
4. 炉体外表面温度。
火焰加热炉炉墙一般是由耐火层和隔热保温层组成,其热损失一般包括散热损失和蓄热损失两部分。
散热损失主要是指通过炉衬传导至炉体外表面而散发到炉子周围的热量;蓄热损失是指炉子在生产过程中炉体本身被反复加热—冷却而消耗的热量,这两部分热量的损失占炉子总能耗可达20%以上。
例如:一座炉底面积为100m2的中型连续式加热炉,炉墙的散热损失每年消耗600~700吨重油,占炉子油耗总量的5~8%, 所以炉体外表面温度是判断分析火焰加热炉的重要参数。
该参数的监测也是如何采用炉体绝热保温措施减少这两部分的热量损失的重要依据。
5. 可比单位燃耗。
本标准将“可比单耗”列为监测项目,而没有采用“热效率”指标,是考虑到以下几个方面:(1)许多行业在能源管理工作中都制订了“能耗分等”或与此相类似的标准,在这些标准中大多是以“可比单耗”这个指标对企业的炉窑站房或工序等进行分等考核的。
通过前些年在各行业中普开展的炉窑站房进等级、企业节能升级活动的实践,证明了用“可比单耗”指标进行考核是行之有效的,其方法简便、可操作性强,得到各方面的认可,在各行业中已经有了较广泛的基础。
(2)采用“可比单耗”指标进行考核便于不同行业、不同工作制度的同一类型火焰加热炉按照同一合格指标进行节能监测的评价,增加了可比性,便于各行业普遍采用。
(3)在能源管理工作中有效能的计算往往比较复杂,影响因素较多。
用“可比单耗”指标考核相对来说能够更精确些,更能接近实际,更能真实反映炉子的实际运行状况。
基于以上各点,本标准将“可比单耗”列为监测项目。
总之,以上五个监测项目基本上能够比较全面地反映出火焰加热炉的实际运行状况,从节能监测的角度来看,此五个监测项目已基本可以满足对火焰加热炉的监测要求。
第三节火焰加热炉节能监测方法为了使测试数据能够比较准确地反映出炉子的实际运行工况,并增加可比性,有必在在标准中对监测方法作出统一的规定。
本标准中所列的监测方法是与炉子热平衡中的测试方法是基本一致的。
1. 监测应在火焰加热炉处于正常生产实际运行工况下进行。
标准规定了火焰加热炉的各项监测应在火焰加热炉处于正常生产实际运行工况下进行,以排除因炉子出现故障、炉内装填量明显不合理、炉子运行的各项技术参数与正常运行的技术参数偏离较大等以及其它不适于监测的炉况。
使监测结果能反映炉子正常生产的实际运行水平。
2. 监测时间:连续运行的火焰加热工况达到稳定状态开始,监测时间应不少于2小时,间歇性火焰加热炉监测时间为一个加热周期。
除化验分析以外的测试项目每隔15—20分钟读数记录一次,取算术平均值。
根据统计分析, 为了保证测试数据的真实性和代表性,标准规定了监测时间及读数记录的时间间隔和计算方法。
对于连续运行的火焰加热炉强调了测试应从热工况达到稳定状态开始,读数记录6组以上,即监测时间不少于2小时。
对读数记录时间间隔的规定是为了避免由于测试中读数记录的次数过少而造成较大的误差。
3. 监测所用的仪表应能满足监测项目的要求,仪表必须完好,并应在检定合格周期内,其准确度不低于2.0级。
标准中规定监测所用的仪表应能满足监测项目的要求,仪表必须完好,并应在检定合格周期内,其准确度不应低于2.0级, 但没有对监测所需使用的计量器具的种类作具体规定。
这是因为首先一个项目的测试往往可以使用不同类型的仪表,而且新型的、更适合用于监测工作的仪表不断出现。
其次各监测单位仪表的装备水平相差较大,在仪表装备水平上强求一致也不太现实。
在目前状况下,为了使监测工作能够顺利开展起来,只能要求监测仪表能够满足对该测试项目准确度的要求和技术要求,能够达到监测目的即可。
这样规定比较符合目前监测单位仪表装备水平的现状。
4. 排烟温度排烟温度的测点应布置在烟道截面上烟气温度比较均匀的位置上。
根据炉子的大小,一般可布置在炉体烟气出口1~2米的烟道上;设有余热回收装置的火焰加热炉测点可布置在余热回收装置烟气出口0.5米左右处。
测温探头应插至烟道横截面的中心位置。
排烟温度的监测方法中关键之一是测点位置的选择。
为了使测量的烟气温度更接近实际,测点应布置在烟气温度较均匀处,且测点距烟气出口的距离不宜太远。
排烟温度的测点还要与烟气取样点布置在同一烟道截面上。
由于排烟温度与空气系数有关,因此测量排烟温度应与烟气取样同步进行。
5. 空气系数5.1 烟气取样点应与排烟温度测点布置在同一烟道截面上,烟气取样和测温应同步进行。
5.2 空气系数用下式计算:α=式中:Q2、RO2、CO、CH4、H2——干燃烧产物的百分含量,%。
对于固体燃料和液体燃料不分析H2和CH4。
上公式对采用固体燃料,液体燃料均适用,而且又能满足监测要求的计算公式:对用于固体燃料和液体燃料时不分析氢和甲烷,则该公式可简化为通常使用的空气系数计算公式:α=6. 炉渣含碳量(使用燃煤火焰加热炉)6.1灰渣的取样应注意均匀性和代表性。
灰渣的取样、缩制方法可按照GB/T10180附录A(补充件)进行;化验分析按照GB212进行。
6.2 原始灰渣样数量应不少于总灰渣量的2%,当煤的灰分Ag≥40%时,原始灰渣样数量应不少于总灰渣量的1%,但总灰渣样数量应不少于20千克。
当总灰渣量少于20千克时应予全部取样。
缩分后的灰渣样数量应不少于2千克,1千克送检,1千克封存备查。
有的单位在测试过程中灰渣取样的操作不认真不规范,所取样品缺乏代表性,使化验结果不可信,造成较大的误差,直接影响测试结果的准确性。
在本标准中特别强调了灰渣取样的均匀性和有代表性, 实际操作中关键是认真二字。
7. 炉体外表面温度7.1 炉体外表面温度测点的布置应具有代表性,一般应按炉内温度区段均匀布设,视炉体外表面面积的大小,一般取0.5~2平方米一点。
测得的炉体外表面温度取其最大值为监测结果。
在一些标准中对火焰加热炉炉体外表面温度的测试有两种提法,其一为测试炉体外表面最高温度,其二为测试炉体外表面温升。