工业锅炉燃烧系统及热力循环的优化设计

锅炉设备优化设计报告总结1. 引言锅炉是工业生产过程中常用的热能转换设备，其能源效率的提高对于降低能源消耗、减少污染物排放具有重要意义。

本次优化设计报告旨在通过分析锅炉设备的工作原理和现有问题，提出一系列优化设计方案，以改善设备的热能利用效率和环境保护性能。

2. 锅炉设备分析在对现有锅炉设备进行全面分析后，我们发现存在以下问题：1. 能源浪费：锅炉在燃烧过程中能源利用效率较低，烟气含有大量的未被利用的余热能。

2. 排放污染物：燃烧产生的废气中含有大量的二氧化碳、氮氧化物等有害气体，对环境造成污染。

3. 热能损失严重：锅炉设备在输送热能的过程中存在大量传热损失，效率低下。

3. 优化设计方案基于以上问题，我们提出以下优化设计方案：3.1. 高效燃烧系统引入先进的燃烧控制技术，实现燃烧过程的精确控制，以提高能源利用效率。

采用可调节的燃烧器，以适应不同负荷和燃料要求，减少燃料的浪费。

同时，通过对燃烧空气的预热，增加热能利用效率，并降低排烟温度，减少烟气中热量的损失。

3.2. 烟气余热回收在烟气排出过程中，通过余热回收装置将烟气中的热能转化为实用热能，减少能源的浪费。

可以采用烟气余热锅炉、换热器等设备，将烟气中的余热用于供热、热水等方面，提高能源的利用效率。

3.3. 污染物治理技术引入先进的净化设备，对烟气中的污染物进行有效净化。

例如，采用脱硫、脱硝、除尘等技术，降低排放的二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒物等有害物质的浓度，保护环境。

3.4. 传热损失降低通过改进锅炉设备的结构和材料，减少热能在传递过程中的损失。

采用保温材料，降低锅炉设备的体表散热，增加传热效率。

此外，优化管道布局以减少流体传热时的阻力，提高传热效率。

4. 结论通过对锅炉设备的优化设计，可以有效提高工业生产过程中的能源利用效率，降低能源浪费和污染物的排放。

同时，实施优化设计方案还可以减少热能损失，提高设备的传热效果。

因此，在今后的工程设计中，应该重视锅炉设备的优化设计，为经济发展和环境保护做出贡献。

工业锅炉燃烧优化技术研究工业锅炉在生产过程中扮演着极其重要的角色，是现代工业生产不可或缺的元素。

锅炉的燃烧技术直接关系到生产质量和能源利用效率，优化燃烧技术是提高工业生产效率和降低能源消耗的重要手段。

随着科技进步和工业生产需求的提高，工业锅炉燃烧优化技术也越来越受到关注。

一、燃烧优化技术的意义燃烧优化技术是指通过对锅炉燃烧过程进行改进，以提高燃烧效率、减少有害气体排放、降低能耗、延长设备使用寿命等目的的技术。

燃烧优化技术对于企业来说具有很多优点：1.提高了生产效率和生产质量。

燃烧优化可以使燃烧更加充分，减少废气排放，从而提高生产效率和生产质量。

2.减少环境污染。

燃料燃烧过程会排放一些有害气体，如果没有进行燃烧优化，这些有害气体将对环境造成影响。

燃烧优化技术可以减少有害气体的排放，从而减轻环境负担。

3.降低能源成本。

通过优化锅炉燃烧技术，可以使得燃料更充分利用，达到节约能源的效果。

同时，优化后的锅炉可以降低故障率和维修费用，节约企业的资金开支。

二、燃烧优化技术的实现1.燃烧控制技术燃烧控制技术主要包括燃烧控制器、燃烧控制系统、烟气分析仪等设备。

利用现代化信息技术和生产自动化控制系统，实现对锅炉燃烧过程的精准控制，使锅炉达到最优燃烧状态，提高锅炉的能效。

2.流场优化技术流场优化技术是指通过优化锅炉结构和烟气通道设计，实现燃烧过程中燃料和空气的混合，提高传热效率，降低烟气排放温度和烟气损失率。

3.燃烧诊断技术燃烧诊断技术是指利用电子计算机对锅炉燃烧状态进行实时监测和分析，通过燃烧诊断技术可以准确诊断燃烧问题，并快速对问题进行解决，防止燃烧不充分、烟气排放不达标等问题出现。

4.燃烧节能技术燃烧节能技术是指通过改善锅炉供气方式，提高燃料气化和燃烧效率，采用余热回收等措施，实现燃气的节约和能量的再利用，达到减少锅炉能源消费的目的。

三、燃烧优化技术的应用燃烧优化技术已经在很多工业锅炉中得到了广泛应用。

例如，燃烧控制技术已经在化工、冶金、石化、食品、造纸等领域得到了广泛应用，通过实时监测锅炉燃烧状态，实现了锅炉供热效率的大幅提高。

锅炉燃烧系统运行优化分析摘要：在我国现代化进程的不断深入的背景下,我国的诸多行业的发展也有了新的突破。

锅炉的应用范围愈加广泛，随之而来的是锅炉燃烧系统的运行问题备受瞩目。

在锅炉运行过程中，全面提高节能降耗技术应用水平是必要的，通过有效技术的运用不仅提高了锅炉运行效率，也进一步保证了经济效益，同时还能为环保事业提供有效助力。

基于此，相关技术人员应全面探索更加高效的节能降耗技术手段，加强技术运用与管理能力，从而全面提高锅炉运行质量。

关键词：锅炉；燃烧系统；运行优化引言随着国家经济的快速发展，生产需求不断增加，锅炉的应用范围扩大、数量增加，能源消耗和环境污染的问题接踵而至，这与建设富强、民主、文明、和谐、美丽的社会主义现代化强国背道而驰。

1锅炉特点在实际工作过程中，工作人员要在确保每个设备正常运行的基础上，促使煤炭燃烧中的排烟温度降至平均水平以下，以提升锅炉的工作效率，减少资源浪费。

炉墙是较为重要的锅炉设备，最大化地利用其燃料，能够提升锅炉在固定空间内的燃烧效率，在瞬间释放数量可观的热量。

燃烧器的放置也需要科学、合理，以炉膛四角区域为佳，从而提升燃料的燃烧效率，使燃料能够按照固有步骤逐渐燃烧。

该燃烧方式的优势在于，能够将热量释放维持在合理区间，提高资源的使用率。

不同的燃烧阶段使用的技术和设备不同，因而，使用的节能降耗技术也要随之变化，让锅炉运行效率能够因势利导地得到提升，确保锅炉工作能够在全流程的保障下良好运行。

2锅炉燃烧系统运行优化措施2.1科学控制燃料优化利用资源工作人员要细致筛选原煤燃料，应用脱硫等技术脱硫、分离杂质，提高燃料质量和锅炉运行效果。

设备运行过程中，可以对燃料进行适当的混搭，将现有的煤炭与生物能源融合，比如：煤炭与秸秆混合后直接燃烧，以此来控制成本和燃烧温度；操作人员合理调整设备内部通风量，促进燃料的充分燃烧，提高燃烧效率，减少资源浪费。

开发清洁能源天然气等替代煤炭。

已有部分企业实现了煤改气，减排效果明显。

某燃煤锅炉房工艺系统优化设计燃煤锅炉房工艺系统的优化设计是为了提高锅炉房的性能和效率，降低能源消耗，并加强环境保护。

以下是一个关于燃煤锅炉房工艺系统优化设计的案例，分为几个方面进行分析和优化。

1.燃料供应和燃烧过程：首先，对燃料供应系统进行优化设计。

采用先进的燃料输送设备，确保燃料供应的连续性和稳定性。

合理设计燃料储存仓库，以确保储煤量的合理分配，并避免因燃料短缺或供应中断而影响锅炉的正常运行。

其次，在燃烧过程中，采用自动化调节系统对燃烧状态进行监测和调控，确保燃烧效率的最大化和燃料的完全燃烧。

使用先进的燃烧控制技术，如燃烧器调节和气体分析仪等，提高锅炉的燃烧效率，减少燃料的浪费和排放物的产生。

2.锅炉热效率：通过优化锅炉的整体结构和传热面积，提高锅炉的热效率。

选择高效的换热元件，如节能型烟管、增加烟气风速和增加烟道换热面积等，提高锅炉的热效率和传热效果。

此外，增加锅炉的热回收系统，充分利用锅炉排放的烟气热量，如烟气余热锅炉、废热锅炉和烟气蒸汽回收系统等。

将烟气中的热能转化为蒸汽或热水用于其他工艺或供热，在提高能源利用效率的同时降低能源消耗。

3.排放与污染控制：合理设计烟气排放系统，采用高效的烟气净化设备，如除尘器、脱硫器和脱硝器等，控制燃烧产生的污染物的排放。

优化烟气净化设施的运行方式和参数设置，保持设备的最佳状态。

此外，培训和加强操作人员的专业知识和技术能力，提高设备的使用率和效率。

同时，加强对锅炉房环境的管理和监测。

定期检测和监测锅炉房的排放情况，严格按照环保要求进行污染物排放控制和排放限值的管控。

4.安全运行和维护：优化锅炉房的运行和维护管理系统，确保锅炉房的安全运行。

建立完善的监测和报警系统，实时监测锅炉房的运行状态，并及时发出警报，以便及时处理和故障排除。

定期进行锅炉的维护保养，清除堵塞物，清洗传热面和管道，确保锅炉的正常运行和高效性能。

此外，提供培训和技术支持，确保操作人员掌握锅炉房的工艺要求和安全操作规程。

解析工业锅炉热力系统节能优化途径摘要：随着我国经济的高速发展，为了使能源得到最有效的利用，人们采用各项节能措施以避免能源资源短缺等问题。

本文对各种节能技术进行简要分析，对其利用技术与优化途径展开讨论，并提出个人见解。

关键词：热力系统；余热回收；优化途径引言随着工业生产水平和能源消耗量的不断提升，中国的不可再生资源的储备短缺现象已经显现，资源的匮乏已成为社会发展中一个严重的问题，如何通过提高自然资源的开发和利用率以达到节能的目的成为国内众多学者的关注点。

在工业生产中，能量转换存在不完全的现象，热能的损失使能量的使用效率不高，导致能量浪费。

1节能技术概述当前能源是否能合理、循环利用是人们所关注的问题，面对目前发展的形势，需要通过发展的实际状况制定合理的资源利用方式来实现可持续发展目标。

节能技术的建设基础理念是阶梯发展的管理应用，可以对性质不同的能源进行合理的阶梯配置以及应用，根据不同的能源属性来进行划分等级，例如利用余热供应生产用蒸汽，较低热值的乏汽可用于供暖或驱动溴冷机制冷，这样一方面提高资源的综合利用率，另一方面使能源的使用范围更为广泛，从而实现节能的发展目标。

2热力系统节能优化的意义2.1提高系统价值热力系统优化设计在一定程度上通过技术手段减少不必要的能源消耗，从而提高运行期间的能源转换效率，优化能源生产系统能源水平，确保在节能的基础上提高使用价值。

2.2提高公司的经济效益通过采用充分的技术手段，减少能源损失，实现节能的目的，可以在一定程度上降低工业生产企业的成本，提高生产效率。

提高盈利能力是企业的根本追求，削减成本可以推动业务增长，提高公司在市场和类似业务中的竞争力。

2.3减少资源消耗低能耗是发展的重点，我国不可再生资源短缺已成为一个重大问题和社会发展的障碍，工业生产与能源消耗分开，突出了社会经济发展与能源治理之间的矛盾。

降低能源消耗是系统优化的重要组成部分，相应可提高系统能源利用率，并降低生产活动对能源需求的压力。

工业用汽轮机中热力循环系统的优化设计在工业生产中，汽轮机被广泛运用于发电和动力传动等领域。

为了提高汽轮机的效率和性能，热力循环系统的优化设计显得尤为重要。

本文将从几个关键方面探讨工业用汽轮机中热力循环系统的优化设计方法。

首先，热力循环系统的优化设计需要考虑热源与热源之间的能量匹配。

在工业用汽轮机中，热源常常来自于燃烧炉或者其他的余热利用设备，而热源之间的温度和压力差异较大。

为了保证热源的高效利用，我们可以采用联合循环系统，将高温高压的热源与低温低压的热源相结合，使其能够同时供应给汽轮机，并在循环过程中进行能量交换，以达到能量的最大化利用。

其次，热力循环系统的优化设计需要充分考虑不同工况下的运行要求。

在实际应用中，汽轮机的负荷变化范围较大，而热力循环系统的设计应该具备较好的适应性。

一种常见的优化设计方法是采用可变参数的热力循环系统，通过调整系统中的参数（如汽轮机出口压力、进口温度等），以满足不同工况下的要求。

另外，还可以通过安装适当的旁路装置，使得部分循环流量可以直接流向低压段，从而实现对系统负荷的调节。

此外，热力循环系统的设计还需要考虑能量损失的最小化。

在实际应用中，汽轮机中存在各种损失源，如摩擦损失、泄漏损失等。

为了减小这些损失，首先需要采用优质材料和合理的润滑油，以减小摩擦损失。

其次，可以通过加强密封措施，防止系统泄漏，减小泄露损失。

此外，对热力系统进行合理的绝热设计，减少传热损失也是关键。

通过采用优化的绝热层厚度和材料，以及减小热交换器的传热面积，可以有效减小热能的损失。

最后，热力循环系统的优化设计还应该考虑环境保护的要求。

在工业生产中，废气和废水的排放对环境造成了一定的污染。

为了减少污染物的排放，可以采用高效的烟气净化装置和废水处理装置，对废气和废水进行处理和净化。

此外，还应该加强对燃烧过程的控制，减少氮氧化物和颗粒物的生成。

综上所述，工业用汽轮机中热力循环系统的优化设计是提高汽轮机效率和性能不可或缺的一环。

工程热力学热力循环的节能改进技术工程热力学是研究能量转换与传递的学科，而热力循环是工程中常用的能量转换方式之一。

随着能源的日益紧缺和环境污染问题的加剧，节能改进技术在工程热力学热力循环中变得尤为重要。

本文将探讨几种常见的节能改进技术，旨在提高热力循环系统的能效。

一、提高锅炉效率锅炉是热力循环系统中的重要设备，其效率直接影响着能源利用的效果。

为了提高锅炉的效率，可以采取以下措施：1. 采用高效的燃烧系统：使用先进的燃烧技术，如流化床燃烧技术或低氮燃烧技术，以提高燃烧效率和减少燃烧产物的排放。

2. 安装余热回收装置：利用烟气中的热量来加热进水，减少燃料的消耗。

3. 控制燃烧温度：合理控制燃烧温度，避免燃料的过热和过冷，以提高燃烧效率和锅炉的寿命。

二、改进汽轮机系统汽轮机是热力循环系统中的核心设备，对其进行合理的节能改进可以显著提高整个系统的能效。

下面是几种汽轮机系统的节能改进技术：1. 锅炉进水预热：将锅炉出口烟气中的余热用于预热进水，减少了汽轮机输入热量的需求，提高了系统的能效。

2. 提高汽轮机的过热程度：通过增加汽轮机蒸汽的过热程度，可以提高蒸汽在汽轮机中的等熵膨胀过程的功输出，进而提高汽轮机的效率。

3. 安装凝汽器：凝汽器可以充分利用汽轮机排出的湿蒸汽中的热量，将其转化为热水，再次用于锅炉进水的预热，从而提高系统的能效。

三、优化循环工质循环工质的选择对热力循环系统的能效起着关键作用。

以下是几种优化循环工质的方法：1. 选用高效工质：选择具有较高蒸汽参数和较低压缩比的工质，能减少气体内部压力比的损失，提高能量转换效率。

2. 使用混合工质：将不同工质进行混合，以充分利用它们的物理和化学性质，提高工质的总热效率。

3. 应用新型工质：不断研发新型的工质，如有机朗肯循环工质和超临界二氧化碳等，以提高循环系统的能效。

总结：通过改进锅炉效率、优化汽轮机系统和选择合适的循环工质，可以在工程热力学热力循环中实现节能的目标。

锅炉燃烧优化调整方案为提高锅炉效率，降低辅机耗电率，保持煤粉“经济细度”的要求，力争机械不完全燃烧损失和制粉系统能耗之和最小；保证锅炉设备安全、各经济指标综合最优和环保参数达标排放，制定以下燃烧优化调整方案：1、优先运行A、B、C、D层煤粉燃烧器，低负荷时运行B、C、D层煤粉燃烧器，负荷增加时，根据需要依次投入E、F层煤粉燃烧器，运行中应平均分配各层燃烧器出力（可通过各分离器出口风粉温度、压力是否一致判断，通过调整各容量风门偏置维持各容量风门后磨煤机入口风压一致来实现），各层煤粉燃烧器出力应在24～28t/h（根据单只燃烧器设计热负荷，19.65MJ/kg热值对应出力6.1t/h，17.5 MJ/kg 热值对应出力 6.85t/h）,单侧运行的磨煤机出力不得超过30t/h（通过节流单侧运行磨煤机热风调节门，维持单侧运行磨煤机总风压偏低正常双侧运行磨煤机0.7～1.0kPa，调整容量风门偏置来实现），在此原则基础上，及时减少煤粉燃烧器运行层数或对角停运燃烧器，一方面，可发挥低氮燃烧器自身的稳定能力，另一方面，较高的煤粉浓度有利于在低氧环境中，集中煤粉挥发分中的含氮基团将NO还原为N2，此外，运行下层燃烧器增加了煤粉到燃尽区（富氧区）的停留时间，可充分利用含氮基团将NO还原为N2，从而降低SCR入口NOx。

2、锅炉氧量保持：（1）供热期，负荷150～180MW氧量3.0～5.0%；负荷180～210MW氧量 2.5～4.0%；负荷大于210MW氧量2.0～3.2%。

（2）非供热期，负荷150～200MW氧量3.2～5.5%；负荷200～250MW氧量2.7～4.0%；负荷大于250MW氧量2.0～3.5%。

（3）正常情况下，锅炉氧量按不低于2.5%保持，不能超出以上规定区间；环保参数超限，异常处理时，氧量最低不低于1.5%,异常处理结束后应及时恢复正常氧量。

通过以上原则保证锅炉不出现高、低温硫腐蚀、受热面壁温超限、空预器差压增大，同时为降低飞灰含碳量、再热器减温水量、排烟温度、引送风机耗电率提供保障。

第37卷,总第217期2019年9月,第5期《节能技术》ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGYVol.37,Sum.No.217Sep.2019,No.5工业锅炉房ORC热电联供系统的优化设计张承虎,林己又,谭羽非(哈尔滨工业大学建筑学院寒地城乡人居环境科学与技术工业和信息化部重点实验室,黑龙江哈尔滨150001)摘要:为解决工业锅炉房存在的余热、废热资源浪费与自身用热、用电需求之间的矛盾,本文以某热水燃煤锅炉房为研究对象,提出了一种工业锅炉房ORC热电联供系统。

通过分析工业锅炉房工艺特点与生产需求,构建回热型ORC热电联供系统数学模型,并采用粒子群优化算法对系统进行优化设计。

结果表明单位净发电量所需换热器造价的最优值为984.3元/kW,系统废热热源利用率为45.74%,系统动态投资回收期为2.87年。

该系统可在梯级利用余热、废热资源的同时,实现工业锅炉房用电的自给自足。

关键词:余热发电;工业锅炉房;有机朗肯循环;粒子群优化算法;自给供电中图分类号:TM617文献标识码:A文章编号:1002-6339(2019)05-0394-05 Optimization Design of ORC Cogeneration Systemfor Industrial Boiler RoomZHANG Cheng-hu,LIN Ji-you,TAN Yu-fei(Key Laboratory of Cold Region Urban and Rural Human Settlement Environment Science and Technology,School of Architecture,Harbin Institute of Technology,Harbin150001,China)Abstract:In order to solve the contradiction between the heat waste in the industrial boiler room and its own heat and electricity demand,this paper takes a hot water boiler room as the research object and pro⁃poses an ORC cogeneration system.By analyzing the characteristics and production requirements of the industrial boiler room,the mathematical model of the ORC cogeneration system is constructed.The parti⁃cle swarm optimization algorithm is used to optimize the system operating parameters.The results show that the optimal value of heat exchanger costed per unit net power generation is984.3RMB/kW,the uti⁃lization rate of system waste heat source is45.74%,and the system dynamic investment recovery period is2.87years.The system can realize the self-sufficiency of power supply in the industrial boiler room while utilizing waste heat in the cascade.Key words:cogeneration;industrial boilers;Organic Rankine Cycle;particle swarm optimization;self power supply收稿日期2018-12-23修订稿日期2019-06-10基金项目:哈尔滨市科技创新人才研究专项资金项目(2016RAQ载J004)作者简介:张承虎(1980~),男,博士,副教授,研究方向:泛热节能理论与技术。

锅炉燃烧系统优化控制及实现方法周以琳　戚淑芬　青岛化工学院　青岛:266042高　蒙　石家庄铁道学院　石家庄:050043 摘　要　本文针对锅炉燃烧系统普遍存在的控制问题,提出了一套抑制大纯滞后的有效控制方案,并采用了一种新的自寻优化控制技术提高锅炉燃烧热效率。

关键词　锅炉系统　优化控制1　引　言 燃烧系统是工业锅炉的重要环节,它不仅直接影响锅炉供气工况的稳定,而且对节能降耗,提高锅炉的热效率有着重要意义。

目前,对工业锅炉燃烧系统的控制,以串级—比值方案据多,这种方案以蒸汽压力的变化来控制供风和给煤流量、其控制流程如图1—1所示。

图1—1　常规串级—比值控制方案 图中:P T —压力检测 F T —流量检测PC —压力控制 FC—流量控制K —比值系数 上述方案可以通过合理地调整燃料量和送风量来抑制蒸汽压力因负荷变化所带来的扰动,进而保证供汽系统的稳定,但在实际运行中,由于供风和给煤调节对抑制蒸汽压力的波动存在着一定的纯滞后时间,加之过程对象本身的时间常数又较大,故现场实施中往往表现出严重的调节滞后,控制效果并不理想。

2　改进的燃烧控制系统方案 为了较好地解决锅炉燃烧系统的控制问题,设法减小调节通道的大纯滞后是至关重要的。

由热力学理论中的斯蒂芬—波兹曼定律可知,在锅炉燃烧系统中,燃料燃烧释放出的全部能量与炉膛温度有单值对应的数量关系。

若选取炉膛温度T 作为被调参数,则该单值关系为超前预测由炉温引起的蒸汽压力变化提供了理论依据。

按照这种设想,本方案设计了以蒸汽压力为主调,以炉膛温度为副调的串级控制系统,其框图如图2—1所示。

·50·工业仪表与自动化装置 1998年第4期图2—1　以炉膛温度为副参数的串级—比值控制方案 由框图可以看到,该方案依据炉温变化来调节燃料流量及供风流量,可以明显减少调节通道的时间滞后,从而大大提高系统的响应速度,改善了调节品质。

实际的运行结果表明,由于这种方案建立了以炉膛温度为被调参数的副环回路,故对于进入炉膛回路的各种干扰量如供风、炉膛压力、给煤量等有较强的抑制作用,从而可保证炉温在一定程度上的稳定,并可进一步保证负荷变化情况下蒸汽压力的稳定。