燃煤锅炉毕业论文(五篇范例)
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目次1 绪论 (3)1.1燃气锅炉的特点 (3)1.2燃气锅炉的现状 (5)1.3此次设计燃气锅炉的基本思路 (6)2 设计任务与燃料特性参数 (7)2.1设计任务 (7)2.2燃料特性 (7)3 燃料计算 (8)4 燃料燃烧计算 (9)4.1烟道中各处过量空气系数及各受热面的漏风系数计算 (9)4.2理论空气量和理论烟气量的计算 (9)4.3各受热面烟道中烟气特性表 (9)4.4烟气温焓表(见附表) (10)4.5锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (10)5 炉膛设计计算 (12)5.1炉膛热力计算方法 (12)5.2炉膛尺寸计算 (12)5.3炉膛结构特性计算 (13)5.4炉膛热力计算 (13)6 对流管束计算 (15)6.1设计思想 (15)6.2第一管束结构计算 (15)6.3第一管束热力计算 (15)6.4第二管束结构计算 (18)6.5第二管束热力计算 (18)7 过热器设计计算 (21)7.1过热器设计思想 (21)7.2过热器结构计算 (21)7.3过热器热力计算 (22)8省煤器设计计算 (25)8.1省煤器设计思想 (25)8.2省煤器的结构计算 (25)8.3省煤器热力计算 (25)9热力计算汇总表 (28)10阻力计算 (29)10.1第一锅束管束阻力计算 (29)10.2第二锅束管束阻力计算 (30)10.3 过热器阻力计算 (31)10.4 省煤器阻力计算 (32)11烟道阻力计算 (34)12 送引风机选择计算 (36)12.1送风机 (36)12.2引风机 (36)13 所选燃烧器的基本原理 (37)14 旋风除尘器 (38)14.1工作原理 (38)14.2旋风除尘器的特点 (38)14.3除尘器的选择 (38)15 防爆措施 (39)15.1气体爆炸原因 (39)15.2 防爆门结构设计 (39)16 水位自动调节系统 (40)16.1系统简介 (40)16.2系统原理 (40)附表(烟气焓温图): (40)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)1 绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备,用以生产热水或蒸汽,满足工业生产和人民日常生活的需要。
燃煤锅炉毕业设计燃煤锅炉是一种利用煤炭作为燃料的热能转换设备,广泛应用于工业和家庭生活中。
本文将对燃煤锅炉的结构、工作原理和性能优化等方面进行探讨,并提出一种新型燃煤锅炉的设计方案。
1.燃煤锅炉的结构燃煤锅炉主要由锅炉本体、燃烧设备、炉排、给水系统、蒸汽系统和控制系统等组成。
其中,锅炉本体是燃煤锅炉的主要组成部分,通常包括炉膛、烟管和水管等。
燃烧设备用来将煤炭燃烧产生的热能传递给水,从而产生蒸汽。
炉排用来供应煤炭供给燃烧设备。
给水系统和蒸汽系统分别用来供应水和蒸汽。
2.燃煤锅炉的工作原理燃煤锅炉的工作原理是利用煤炭的燃烧产生的热能来将水加热,形成蒸汽。
首先,燃烧设备将煤炭燃烧产生的热能传递给水,使水加热到一定的温度。
然后,加热的水通过水管传递到蒸汽发生器中,蒸汽发生器将水转化成蒸汽。
最后,蒸汽通过蒸汽管道输送到需要的地方,进行工业生产或者供暖等。
3.燃煤锅炉的性能优化为了提高燃煤锅炉的热效率和环保性能,可以采取以下措施进行性能优化。
首先,采用高效燃烧设备,提高燃烧效率。
其次,改善炉膛结构,增加燃烧区域,减少热能损失。
此外,使用节能材料,如保温材料和隔热材料,减少热能损失。
还可以采用燃烧控制系统,控制煤炭的供给量和燃烧方式,提高燃烧效率。
另外,还可以安装烟气净化设备,减少烟气污染物的排放,保护环境。
4.新型燃煤锅炉的设计方案为了满足环保要求和提高热效率,本文提出一种新型燃煤锅炉的设计方案。
该设计方案主要包括以下几个方面。
首先,使用高效燃烧设备,提高燃烧效率。
其次,改善炉膛结构,增加燃烧区域,减少热能损失。
同时,增加热交换面积,提高热效率。
此外,使用节能材料,如保温材料和隔热材料,减少热能损失。
还可以采用燃烧控制系统,控制煤炭的供给量和燃烧方式,提高燃烧效率。
另外,还可以安装烟气净化设备,减少烟气污染物的排放,保护环境。
总之,燃煤锅炉作为一种重要的热能转换设备,在工业和家庭生活中具有广泛的应用。
通过优化锅炉的结构和工作原理,以及采取合理的措施提高锅炉的性能,可以提高热效率和环保性能,满足人们对能源的需求,同时保护环境。
有关燃煤锅炉节能技术方案探究[摘要]伴随着现代科学技术建设发展速度的加快,城市化建设规模的持续扩大与深化,国民经济建设各行业领域在正常运行过程中所对应的能源消耗问题日益突出。
如何解决能源消耗持续增加趋势与可利用能源持续减少趋势之间的矛盾呢?节能技术的应用无疑是最为有效与根本的途径之一。
本文依据这一实际情况,以燃煤锅炉为研究对象,从燃煤锅炉设计阶段的节能技术方案分析以及燃煤锅炉使用阶段的节能技术方案分析这两个方面入手,围绕燃煤锅炉节能技术方案的应用这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述,并据此论证了燃煤锅炉节能的有效性在实现燃煤锅炉安全稳定可持续应用过程中所发挥的至关重要的作用与意义。
[关键词]燃煤锅炉节能技术设计阶段使用阶段应用分析中图分类号:td81 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)04-0215-01一、燃煤锅炉设计阶段的节能技术方案分析(一)在对燃煤锅炉进行节能技术改造的过程当中应用变频控制技术分析:对于我国而言,传统技术条件支持下所应用的燃煤锅炉当中包括一次风机、送风机以及引风机在内的关键设备均无法通过对运行速度的自动调控实现对风量大小的有效控制,由此导致各种运行环境及运行条件下以上关键设备的运行速度始终维持在相对稳定状态,这对于整个燃煤锅炉燃料以及电能的浪费是极为突出的。
而在燃煤锅炉进行节能技术改造的过程当中,可以充分发挥的变频控制技术对调速功能,在燃煤锅炉既有风机配电柜系统当中增设变频控制柜装置,以并联方式与燃煤锅炉配电柜运行系统实现有效连接。
在这一技术改造作用之下,燃煤锅炉中的一次风机设备以及引风机设备均能够按照既定的频率信号进行运行作业,确保以上三类设备运行指标的相对应的。
与此同时,通过对燃煤锅炉既有启动系统与变频器联锁控制系统的并联式安装作业能够确保配电柜运行过程中动作切换功能的手动性。
借助于此种方式能够确保整个燃煤锅炉能够在变频控制系统出现运行故障的情况下由现场工作人员及时手动切换至既有启动柜进行正常运行。
第一章绪论1。
1研究背景及目的随着经济的发展和人民的生活品质的不断提高,中国的能源消耗量也相应地提高,并且已经对我国的能源储备形成了威胁,能源危机迫在眉睫。
随着经济的快速发展,中国已经成为仅次于美国的世界第二大能源消费国;同时也是世界最大的煤炭生产和消费国。
在集中供热系统中, 锅炉房供暖方式占多数。
北方一般以燃煤锅炉解决冬季取暖问题,但是锅炉供暖需要大量的矿物燃料,燃烧后又产生大量的炉渣,燃料的运输和炉渣的清理、处理都要消耗大量的人力、物力;同时燃料燃烧过程中产生大量的气体对环境造成一定的污染已引起政府和公众广泛关注。
而且矿物燃料属不可再生资源,煤、石油、天然气等矿物燃料资源随着消耗必然渐渐枯竭。
近年来世界能源危机正在逐步加剧,矿物燃料价格成倍提高,而且矿物能源越来越少,能源危机只会不断加剧,燃料价格势必还会不断升高,直接使锅炉供暖成本提高,给广大用户增加了不少的经济负担,并且锅炉供热只能将70~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,效率较低。
以下为燃煤锅炉缺点:①燃煤时排出大量二氧化碳和粉尘,污染环境;②一次管网维修成本高,时间长,影响区域大;③温度调节不灵活,热能损失大;④工人劳动强度大;⑤占地面积大,堆煤场影响周边环境因此燃煤锅炉供暖成本高,效果又不理想,必须提出新技术来替代燃煤锅炉。
今后,集中供热将实现由粗放型经营到质量、效益型的转变,集中供热效率的提高有赖于技术发展的创新与推广。
供热新能源开发方兴未艾,地热能、核能、热泵、垃圾焚烧、生物质能等新能源的开发利用日益得到重视,促进了供热能源结构的调整,环保效益和经济效益十分明显.与燃料锅炉供热系统相比,土壤源热泵具明显的优势。
土壤源热泵要比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;与传统中央空调相比,传统中央空调夏季冷源(室外空气)温度在30℃以上,制冷效率低,而土壤源热泵系统以地下水和土壤为冷源,温度在20℃以下,制冷效率比传统中央空调高,因此,近十几年来,尤其是近五年来,土壤源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧趋活跃,可以预计,该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。
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锅炉系统毕业论文锅炉系统毕业论文随着工业化进程的不断推进,锅炉系统作为能源转换和利用的重要设备,扮演着至关重要的角色。
在工业生产和日常生活中,锅炉系统的运行质量直接关系到能源的高效利用和环境的保护。
因此,研究锅炉系统的优化和改进成为了许多工程师和学者的关注焦点。
1. 锅炉系统的基本原理锅炉系统是通过燃烧燃料产生热能,然后将热能转化为蒸汽或热水,最终用于供热或发电。
在锅炉系统中,燃烧、传热和控制是三个关键环节。
燃烧过程决定了燃料的利用率和排放物的生成量,传热过程决定了热能的转化效率,而控制系统则负责监测和调节整个系统的运行状态。
2. 锅炉系统的优化为了提高锅炉系统的效率和降低能耗,许多研究者致力于锅炉系统的优化。
其中一个关键问题是燃烧过程的优化。
通过调整燃料的供给量和空气的供给量,可以实现燃烧过程的最佳化。
此外,研究人员还研究了燃烧过程中的一些特殊问题,如燃烧稳定性、燃烧噪声和燃烧产物的排放等。
另一个重要的优化问题是传热过程的优化。
传热过程的效率直接关系到锅炉系统的能源利用率。
通过改变传热介质的流动方式和传热表面的结构,可以提高传热效果。
此外,研究人员还研究了一些传热增强技术,如换热器的优化设计和表面处理等。
3. 锅炉系统的改进除了优化,锅炉系统的改进也是研究的重点之一。
随着科技的进步,新型的锅炉系统不断涌现。
例如,燃料电池锅炉系统通过将燃料和氧气直接转化为电能和热能,实现了能源的高效利用。
另外,超临界锅炉系统通过提高水蒸汽的温度和压力,提高了发电效率。
此外,锅炉系统的智能化也是改进的方向之一。
通过引入先进的控制系统和传感器,锅炉系统的运行状态可以实时监测和调节。
这不仅提高了系统的安全性和可靠性,还降低了运行成本。
4. 锅炉系统的环境影响锅炉系统的运行不仅对能源利用和经济效益有影响,还对环境产生一定的影响。
燃烧过程中产生的废气和废热排放会导致空气和水体的污染。
因此,减少锅炉系统的环境影响也是研究的重点之一。
摘要240t/h燃高焦炉混合煤气锅炉设计:(Q低温=1400千卡/标m3),设计的参数为215℃的给水温度,540℃的过热蒸汽温度,140℃的排烟温度,20℃的环境温度。
本次设计计算了,炉膛,屏式过热器,高温过热器,低温过热器,高温省煤器,高温空气预热器,低温省煤器,低温空气预热器的结构计算和传热计算。
以及对烟道阻力的计算和空气预热器的计算,引风机,送风机的选择。
炉膛宽度取7.7米,顶棚宽4.675米,顶棚高4.2米,炉膛总高15.785米。
屏式过热器取8片,纵向排数27,每片屏并联管子根数为12,第一根屏管高度4.2米,屏高度最大值4.559米,屏的深度为1.244米。
高温过热器横向管排数62,纵向管排数8,管长3.329,管簇深度0.76米。
低温过热器横向管排数58,纵向管排数16,管长3.2.高温省煤器横向排数97.5,纵向排数26,受热面布置管长6.2。
高温空预器横向管排数100,纵向管排数50,管箱高度1.44米。
低温省煤器横向排数97.5,纵向排数64,受热面布置管长3.35米。
低温空预器横向管排数100,纵向管排数50,管箱高度1.44米。
本次设计中,烟气在炉膛出口温度是1295.1℃,经过屏式过热器烟温下降至1183℃,在经过高温过热器烟温下降到1032.6℃,经低温过热器温度下降到832.54℃,经高温省煤器下降到449℃,经高温空气预热器降至382℃,经低温省煤器下降到222℃,经高温空气预热器降至146.7℃排烟。
本次设计中,水的流程是215℃给水经低温省煤器加热到260℃,经高温省煤器加热到319.97℃,进入汽包,再经下降管,由水冷壁使饱和水变成319.97℃的水蒸气,经低温过热器将水蒸气加热到425.2℃,经屏将水蒸气加热到455.87℃,最后经高温过热器加热到540℃引出做功。
关键字:炉膛,过热器,省煤器,空气预热器。
Abstract240t / h burning blast furnace gas boiler design (high mixing coke oven gas: low-temperature Q = 1400 kcal / standard m3) of the graduation project, the design parameters for the feed water temperature of 215 °C, the superheated steam temperature of 540 °C, 140 °C exhaustsmoke temperature, 20 °C ambient temperature.The design, furnace, screen superheater, superheater high temperature, low temperature superheater, high-temperature economizer, high temperature air preheater, low-temperature economizer, low temperature air preheater of structural calculations and heat transfer calculations. And calculation of flue resistance and air preheater calculation of induced draft fan, blower options.Take chamber width 7.7 meters, the ceiling is 4.675 meters wide, 4.2 meters high ceiling hearth, total 15.785 metres high. Take platen superheater of 8, longitudinal row number 27, every piece of screen the number of 12 parallel tubes, the first root screen pipe height 4.2 meters, screen the maximum height 4.559 meters, the depth of the screen is 1.244 meters. High temperature superheater tube transverse number 62, vertical tube number 8, length 3.329, the depth of 0.76 meters. Low temperature superheater tube for 58 horizontal, vertical tube number 16, length 3.2. High temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 26, decorate in heating length 6.2. High temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters. Of low temperature economizer horizontal row number 97.5, longitudinal row number 64, decorate in heating tube 3.35 meters. Low temperature air preheater horizontal tube number 100, vertical tube number 50, the box height 1.44 meters.In this design, the flue gas outlet temperature in the furnace is 1295.1 ° C, after the platen superheater flue gas temperature dropped to 1183 °C after the high temperature superheater flue gas temperature down to 1032.6° C, low temperature airpreheater temperature dropped to 832.54 ° C decreased to 449 °C, high temperature economizer, air preheater at high temperature dropped to 382°C, low temperature economizer decreased to 222 °C, dropped to 146.7 ℃high temperature air preheater exhaust.In this design, the water flow is 215 ℃water supply by the low-temperature economizer heating to 260 °C, high temperature economizer heating to 319.97 °C, into the drum, and then the down pipe, the water wall so that the saturated water into 319.97 °C steam, low temperature superheater steam heated to 425.2 ° C, the screen will steam heated to 455.87 °C, and finally by the high temperature superheater heating to 540 ° C leads to acting.Keywords: furnace, superheater, economizer, air preheater.目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (6)1燃气锅炉的特点 (6)2燃气锅炉的现状 (8)3此次设计燃气锅炉的基本思路 (9)第一章.设计任务与燃料特性参数 (10)1.1设计任务 (10)1.2燃料特性 (10)第二章.锅炉整体布置的确定 (11)2.1 燃料燃烧计算 (11)2.2空气平衡及焓温表 (13)2.3锅炉热平衡及燃料消耗量计算 (15)2.4燃烧室设计及传热计算 (16)2.5炉膛结构尺寸计算 (18)2.6燃烧器的布置及主要尺寸 (20)2.6燃烧室结构特性计算 (21)2.7炉膛热力计算 (22)2.8.炉膛顶部辐射受热面吸热量及工质焓增计算 (24)2.9炉膛受热面热力分配 (25)2.10屏式过热器结构计算 (26)2.11屏区传热计算 (28)2.12高温过热器结构计算 (32)2.13高温过热器传热计算 (33)2.14低温过热器结构计算 (36)2.15低温过热器传热计算 (37)2.16炉膛受热量的热量分配 (39)2.17高温省煤器结构计算 (42)2.18高温省煤器传热计算 (43)2.19高温空气预热器结构计算 (45)2.20高温空气预热器传热计算 (46)2.21低温省煤器结构计算 (49)2.22低温省煤器传热计算 (50)2.23低温空气预热器结构计算 (52)2.24低温空气预热器传热计算 (53)2.25热力计算汇总表 (55)第三章.阻力计算 (56)第四章.送引风机计算 (61)4.1送风机计算 (61)4.2引风机计算 (61)第五章.防爆措施 (62)第六章.结论 (63)第七章.参考文献 (64)第八章.附录A (65)第九章.附录B (73)第十章.附录C (93)第十一章.致谢信 (99)绪论燃气锅炉是一种以可燃气体作为燃料的能源转换设备,用以生产热水或蒸汽,满足工业生产和人民日常生活的需要。
工业燃煤锅炉DCS控制系统设计(子课题:控制方案的组态及监控画面的制作)摘要:本文叙述了工业燃煤锅炉的工作原理,具体阐述了锅炉控制中对汽水控制系统方案和自动检测的设计,利用了Control Builder 软件、UMC800控制器和FIX软件进行35吨工业燃煤锅炉汽水系统的自动检测与控制回路的组态,并设计了友好的监控画面。
关键词:锅炉FIX UMC800 控制系统汽水系统蒸汽压力Abstract: the paper introduce the principle of the boiler which is used in burning coal industrial,it describes the scheme of the steam controlsystem in boiler control and the design of auto-detection. it use the Control Buildersoftware,UMC800 controller and FIX softwareto auto-detect 35t steam system in burningcoal industrial and configuration the controlloop, and designed the friendly supervisionappearance.Keyword: boiler, FIX, UMC800, control system, steam system, steam pressure引言锅炉微机控制,是近年来开发的一项新技术,它是微型计算机软件、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物,我国现有中、小型锅炉30多万台,每年耗煤量占我国原煤产量的13,目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。
提高热效率,降低耗煤量,降低耗电量,用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
集中供热燃煤锅炉房工程总体设计毕业论文目录前言--------------------------------------------1第一章设计原始资料-------------------------------2一、工程名称-------------------------------2二、工程概况-------------------------------2三、室外气象参数---------------------------2四、自来水资料-----------------------------3五、燃煤资料-------------------------------3六、建筑类型及面积分布---------------------3第二章燃煤锅炉选型及台数的确定-------------------4一、热负荷计算-----------------------------4二、锅炉的选型及锅炉台数的确定-------------7第三章水系统相关设备的计算与选型----------------10一、水处理流程-----------------------------10二、循环水量的计算-------------------------11三、软化水量计算和钠离子交换器的计算与选型-11四、除氧设备的计算与选型-------------------16五、软化水箱和除氧水箱的计算与选型---------17六、除氧水泵的计算与选型-------------------18七、补水泵的计算与选型---------------------19九、盐液池的计算与选型---------------------23十一、除污器的计算与选型------------------26十二、集水器的计算与选型------------------27十三、分水器的计算与选型------------------27 第四章锅炉房水力计算---------------------------29一、锅炉房水力计算系统草图----------------29二、锅炉房水力计算------------------------30三、管道的保温----------------------------31四、管道的涂漆----------------------------34 第五章风系统相关设备的计算与选型---------------36一、风系统设计----------------------------36二、理论空气量和理论烟气量的计算----------36三、实际空气量和实际烟气量的计算----------37四、风道流速及截面尺寸的计算--------------40五、烟道流速及截面尺寸的计算--------------40六、烟囱的计算与选择----------------------41七、除尘器的计算与选择--------------------45八、风烟道阻力计算------------------------47九、鼓风机的计算与选择--------------------54十、引风机的计算与选择--------------------56第六章煤场相关设备的计算的选型-----------------59一、煤场的设计与计算----------------------59二、运煤系统设备的计算与选择--------------60三、煤处理设备的计算与选择----------------62四、除灰渣系统设备的计算与选择------------62 第七章锅炉房布置-------------------------------65一、锅炉房区域布置------------------------65二、锅炉房工艺布置------------------------65 第八章技术经济指标-----------------------------67一、主要技术经济指标----------------------67二、主要设备表----------------------------67 总结---------------------------------------------69参考资料-----------------------------------------70前言锅炉对人民的生活生产扮演着极其重要的角色,无论是居民的冬季供暖,家庭及旅馆,体育馆,健身中心等建筑物的生活热水,还是工厂为生产提供动力及热量,都需要锅炉来提供热量。
目录1、设计概论 (1)设计任务书 (1)通风除尘系统的设计程序、内容和要求 (1)2、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化碳浓度的计算 (2)烟气量的计算 (2)烟气含尘浓度的计算 (3)烟气中二氧化硫浓度的计算 (4)3、净化系统设计方案的分析确定 (4)除尘器至少应达到的除尘效率 (5)除尘器的确定 (5)方案确定与论证 (7)4、除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 (7)各装置及管道布置的原则 (7)管径的确定 (8)5、烟囱的设计 (9)烟囱高度的确定 (9)烟囱直径的计算 (9)烟囱的抽力 (10)6、系统阻力计算 (11) (11)局部压力损失 (11)7、风机、电动机的选择及计算 (14)风机风量的计算 (14) (14)8、系统中烟气温度的变化 (15)烟气在管道中的温度降 (15)烟气在烟囱中的温度降 (16)9、设备一览表 (17)10、净化处理设施的总平面布置图、立面图及剖面图 (18)参考文献 (19)总结 (20)谢辞 (21)1、设计概论设计任务书:燃煤锅炉除尘系统设计设计原始资料(1) 锅炉房基本情况型号:SZL4—13型,共4台()设计耗煤量:600kg/h(台)排烟温度:180℃烟气密度(标准状态下):3空气过剩系数:a=排烟中飞灰占不可燃成分的比例:16%烟气在锅炉出口前阻力:800Pa当地大气压力:冬季室外温度:-1℃(2) 煤的工业分析值C Y=68% H Y=4% S Y=1% O Y=5%N Y=1% W Y=6% A Y=15%(3) 烟气性质空气含水(标准状态下)3;烟气其他性质按空气计算(4) 处理要求按锅炉大气污染物排放标准(GB13271—2001)中二类区标准执行二氧化碳排放标准(标准状态下):900 mg/m3烟尘浓度排放标准(标准状态下):200 mg/m3通风除尘系统的设计程序、内容和要求(1) 燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度的计算。
(2) 净化系统设计方案的分析确定。
燃煤锅炉毕业论文(五篇范例)第一篇:燃煤锅炉毕业论文燃煤工业锅炉分析[摘要]论述了我国工业燃煤锅炉现状,分析了燃煤工业锅炉存在的问题,对于燃煤工业锅炉存在的问题进行合理的分析,给出提升燃煤工业锅炉能效的意见。
[关键词]燃煤工业锅炉能源现状节能减排绪论伴随全球化进程进一步加快,环境问题日益严峻,环境问题越来越受到各国的关注。
我国是高速发展的工业国家,污染物排放、资源消耗占据全球的比例越来越大。
节能减排已然成为缓解日益增长的能源消耗的必要而有效的途径。
细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)等污染物的大气环境问题日益突显。
随着雾霾天气的日益频繁,严重危害人们的身体健康,影响人们的日常生活。
雾霾的成因有很多,但由于燃煤工业锅炉燃烧效率低、净化烟气设施简陋,排放大量有害气体,已经成为了治理燃煤污染物的重中之重。
“十二五”期间,为了有效改善空气质量,减少有害气体的排放,国家能源局发布了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020 年)》和《关于促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》,国务院印发了《大气污染行动计划》等文件,提出要加快淘汰落后燃煤工业锅炉,在全国树立了保障燃煤工业锅炉安全经济运行、提高能效、减少污染物排放目标,到2017 年,要实现地级及以上城市建成区基本淘汰10 蒸 t/h 及以下的燃煤锅炉。
1燃煤工业锅炉现状锅炉是重要的能源转换设备,也是能源消费大户和重要的大气污染源。
目前,我国电站锅炉、燃油燃气工业锅炉产品技术水平较高,设计效率和运行效率与国际先进水平相当;而燃煤工业锅炉量大面广,产品技术水平参差不齐,系统运行能效偏低,能效水平与国外相比有一定差距。
截止2015年底,中国锅炉总数为57.92万台,在用燃煤工业锅炉约46.4万台,总容量177万蒸吨,年消耗原煤约7亿吨,占全国煤炭消耗总量的17%左右,实测平均效率仅为70%左右。
如果平均效率从70%提高到80%以上,每年可节约1亿吨以上原煤,节能潜力巨大。
1.1燃煤工业锅炉系统使用现状我国燃煤工业锅炉具有量大面广、小锅炉主导、烧原煤、南北地区经济差异、节能监管工作起步晚等诸多问题,虽有决策方案,但仍存在着许多问题和不足,燃煤工业锅炉系统运行能效仍然偏低。
一是运行效率低于设计效率,运行工况与设计工况不符,对用户热负荷变化适应性低,机组配置不合理,风机、水泵等辅机设计裕量偏大,主、辅机匹配性差。
二是燃料匹配性差,工业锅炉大部分以燃用未经洗选加工的原煤为主。
三是运行管理水平不高,企业管理人员节能环保意识不够,内部管理制度不健全,运行人员技术技术水平不高,流动性较大。
四是锅炉系统效率低于系统应有效率,现有的泵与风机多为通用产品,无负荷调节档次,与锅炉的匹配性较差,辅机电耗过高,造成较大的能源浪费。
五是缺少必要的与经济运行有关的监测、计量仪表及装置,司炉工凭经验进行操作和调节。
六是全系统热工控制水平较低,大部分燃煤工业锅炉系统没有配备自动控制装置,运行、调节过程完全靠人工操作,设备及系统能效受司炉工技术水平影响较大[1]。
1.2 我国工业燃煤锅炉发展现状1.2.1从燃料结构看,以煤为主,燃油次之燃煤工业锅炉是我国工业锅炉的主导产品,尤其以 10 t/h 以上的大中型燃煤锅炉为主。
据统计,从燃料结构上看,在中小型锅炉中,燃煤锅炉约占80%,油气锅炉占15% 以上,电热锅炉占1 %以上[2],少数锅炉则以黑液、甘蔗渣、生物质等为燃料。
1.2.2 从容量分布看,以中小型为主全国燃煤工业锅炉呈现量大、面广、规模偏小的特点。
据统计,10 蒸 t/h 及以下锅炉比例最高,数量最大,均超过 50%,其中华东、中南、西北 3 个地区超过 70%。
1.2.3 从结构看,中小锅炉数量逐年减少随着中心城区禁煤政策的实施和区域集中供热、热电联产等节能减排政策的推行,中小型燃煤锅炉正向着大容量、高参数、高能效、低排放的方向发展,10 t/h 以下的小容量工业锅炉的数量逐年下降。
2存在的问题2.1锅炉总体技术水平落后,单机容量小燃煤工业锅炉数量多,虽然工业锅炉平均容量每年上升,但是工业锅炉单机容量仍旧偏小,单台平均容量仅为3.8t/h,其中2t/h以下台数占66.5%。
由于环保,高效率,低能耗的先进燃煤工业锅炉还没有得到大面积的推广应用,所以目前的燃煤工业锅炉热效率偏低,约62% 左右,部分锅炉老化严重,很多超过折旧年限的锅炉,甚至上世纪七八十年代生产低效、高排放的锅炉仍在使用。
大多数锅炉为链条炉,总体工艺水平较差,而高效锅炉价高、市场份额低、推广难度大。
在燃煤工业锅炉中,层燃炉约占总容量的80%,不同容量的链条炉约占 45%。
容量≤10 t/h 的锅炉数量约占总锅炉数的80%,而容量≤35 t/h 的锅炉数量约占总台数的 96%。
2.2用煤质量不稳定我国锅炉燃料以未经加工的原煤为主,锅炉用煤品种多变、质量不稳定,热值不稳定。
并且一直没有像欧美国家那样,采用链条锅炉专用煤。
与链条锅炉专用煤相比,原煤不仅降低了锅炉效率,还加重了大气污染。
目前我国使用天然气等清洁燃料比重很低。
我国燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主,煤炭灰分和硫分普遍较高,煤的发热量波动大,细末煤含量大,无法满足层燃锅炉设计要求(要求粒度小于6 mm 的细末煤含量不大于30%),既降低锅炉热效率,也增加了锅炉的污染物排放。
2.3除尘与脱硫技术低,燃煤锅炉污染物排放高我国的工业锅炉以燃煤为主,每年煤炭燃烧量大约在6.5亿t。
多数燃煤工业锅炉的污染物排放控制技术水平低,所采用的除尘设施效率不到70%,烟尘排放超标。
由于脱硫设备的投资和运行成本较高,目前工业锅炉基本没有配套脱硫装置,特别是小型锅炉,我国10 蒸t/h 以下燃煤小锅炉的数量占工业燃煤锅炉总数的 1/2,地域分散、量大面广,大多未安装脱硫、除尘设备,污染物属于无组织排放且接近地面,污染物稀释扩散程度低,短时间内浓度容易迅速积聚,极易造成严重的大气污染事故,甚至导致二次污染、耦合污染、复合污染,严重影响地表生态环境及人类身体健康。
二氧化硫排放普遍超标。
现有湿式除尘脱硫一体化装置实际脱硫效率一般为30% ~60%,投资和脱硫成本都较高,用户不愿使用,环保部门很难监督。
近几年,政府大力推行燃煤优质化工作,强调使用低硫煤,这方面有了一定的改善,但从整体上来讲,二氧化硫排放超标仍然是锅炉排放污染的一个重要问题。
2.4工业设计水平较低锅炉制造企业新产品创新能力,研发能力较弱,技术开发、产品设计与制造工艺、生产脱节,产业集中度低,制造企业数量多、规模小,技术水平普遍弱。
上千家工业锅炉制造企业,真正具有产品设计能力的不足百家,产、学、研相结合的创新模式还不普遍,大部分制造企业的新产品设计处于“简单重复”的水平,产品性能低下,产品性能方面缺陷得不到及时的完善。
2.5余热资源利用的扶持力度低以煤矿为例,据研究,目前除矿井水、矿井回风、热电联供形式外,其他余热资源由于热能总量、稳定性等原因,暂不具备单独利用并完全取代煤矿全部燃煤小锅炉的能力,但可因地制宜根据热源热量与供热负荷需求相匹配的原则,满足局部供热替代燃煤小锅炉的要求。
建议国家应对余热余压综合利用项目进一步加大支持力度。
余热余压利用需要贷款的,各级商业银行应优先给予支持,实行国家财政贴息贷款、银行贷款优惠利率等金融扶持政策。
2.6政策法规不完善锅炉设计、制造、运行、检测等在节能环保方面的技术规范和标准尚不完善,准入门槛较低。
激励和约束机制不健全,创新驱动不足,市场缺乏节能减排的内生动力。
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,控制锅炉污染物排放,防治大气污染,国家已经制定了GB 13271—2001《锅炉大气污染物排放标准》,但是,目前缺乏相应的规程规范去驱使工业锅炉用户满足这些环保指标,这就造成工业锅炉用户关注锅炉价格甚于关注锅炉的环保性能,因此环保政策以及这些政策的执行力度远没有对工业锅炉的发展产生制约作用。
另外环保部门颁布的行政法规往往试图代替标准的做法也大大减弱了标准在用户心目中的权威性。
整改措施3.1以煤改电、煤改气为主煤改电、煤改气是替代燃煤锅炉的主要方式,煤电联动、煤电联营是煤改的重点措施。
随着各地煤改步伐的加快,2016年电力及天然气消费量均有增长。
据预测,2016 年全国新增发电装机1亿kW 左右,2016 年底全国发电装机达到16.1 亿kW,同比增长 6.5% 左右[3]。
据发改委运行快报统计,2016 上半年,天然气产量 675 亿 m3同比增长 2.9%;天然气进口量356亿m3,增加21.2%;天然气消费量995亿m3增长9.8%。
前瞻产业研究院预测: 为推进煤改进程,各地政府出台了保障供电量及供气量、降低电采暖及气采暖价格、延长供电谷段时间、贴补取暖电器及燃气壁挂炉、以奖代补等一系列的补贴政策,燃煤锅炉整改进程明显加快,并取得了良好效果。
3.2加强锅炉水质监督工作,实现水处理节能一般锅炉给水中含有大量的溶解气体和盐类,如果给水未经处理或处理不当,会造成锅炉受热面腐蚀和结垢现象。
锅炉受热面结水垢时, 受热面热阻增大,传热性能变差,燃料燃烧所放出的热量不能迅速地传递到炉水中。
在这种情况,为了保持锅炉的额定参数, 就必须更多地投加燃料,提高炉膛和烟气温度,因此造成能源的浪费。
水垢的导热系数很小, 约为钢板导热系数的1/30 ~1/50。
据测算,锅炉本体内部每结1mm水垢,燃料消耗要增加 8% ~ 10%,整体热效率下降 3%, 而且锅炉结垢后对锅炉安全运行也极为不利。
因此应该采取有效的水处理技术和除垢技术,加强对锅炉的给水、锅水检验分析,实现锅炉无垢运行。
3.3坚持政府引导与市场配置资源相结合明确政府和企业的事权,充分发挥市场配置资源的决定性作用,增强市场主体的内生动力。
通过强化约束性法规标准,创新财税激励政策,推广市场化机制,引导和鼓励生产企业进一步提升所生产锅炉的效率。
企业优先选用节能环保的工业锅炉,淘汰高耗能、高排放的落后工业锅炉。
从政策上应给予相应的支撑,如健全激励政策,对燃煤工业锅炉节能减排技术改造给以投融资扶持;加强对锅炉效率和污染物排放的监督和控制;提高排污费征收标准、加大超标排放处罚力度;制定和完善相关的工业锅炉标准;推广先进的工业锅炉技术等。
3.4优化调整锅炉的燃烧问题燃煤工业锅炉的节能问题归根到底还是锅炉对燃料的利用效率的问题。
所以进行燃料的优化调整工作就显的尤为重要了。
要注意对那些新投入使用的锅炉设备的控制系统进行全面的调整,及时解决设备的不足,提高锅炉设备工作的效率,降低能源的消耗,将节能工作落实好。
3.5取用余热资源一些位于偏远地区的工矿企业,市政集中供热管网暂时不能覆盖,但有用热刚性需求,其自身的余热资源具有极高的利用价值。