锅炉的节能
工业锅炉的节能技术涉及多方面 , 最主要是提高工业锅 炉的热能利用率 , 即提高工业锅炉的热效率。本节从燃烧、运 行维护、新技术及新设备的应用、工业锅炉辅机的节能、锅 炉水处理等方面 , 对工业锅炉房的节能途径进行探讨。
一、燃烧节能
1. 炉拱 工业锅炉的炉拱是十分重要的。炉拱的作用在于促使炉膛中气体的混合以及组织辐射和炽热烟气的流动 , 使燃料及 时着火燃烧。s_a 而目前工业锅炉的实际用汽量与其额定负荷往往不匹 配 , 使用的煤种变化较大 , 而且与设计煤种往往有较大的差 异 , 因此在实际使用中 , 往往要对炉拱进行必要的改造以适 应煤种的需要。
*F L'\qqEm`[)?,r$Z如图 6-1 为改造前炉拱情况 , 存在的主要问题是 : 因使用
的燃煤比设计煤种差而杂 , 锅炉出现炉膛出口烟气温度低( 约 700 。
C), 比设计低 200 。 C 。新煤着火迟 , 时常出现火床断火 , 着火距煤闸板约 0.6~1.O m, 炉膛燃烧不强烈 , 灰渣含碳量 高。针对炉拱结构存在的问题 , 从改善燃料的着火条件 , 提高炉膛温度着手对锅炉进行改造。改造后的炉拱情况如图6-2 所示。
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经过改造后的炉拱 , 在实际运衍中观测发现 , 改造效果良好 ,燃料人炉后距煤闸板0·3mRP着火 ,火床燃烧强烈 ,火焰充满度好 , 旋转强烈。由于前拱降低 , 后拱加长 , 拱间形 成的喉口间距由原来的2 · om 左右缩小到 1.om 。加强了该处 的气流扰动混合 , 重新组织了气流 , 强化了炉内燃烧 , 有效 的提高了前拱区和整个炉膛的温度, 使其达到 1400 。 C 以上 , 改善了燃料的着火条件。煤着火点的提前 , 炉膛温度的提高 ,使灰渣含碳量明显减少。烟气的旋流混合又加强了烟气中焦 炭粒子的分离 , 使之落在火床上和新燃料层进一步燃尽。强烈的烟气旋流还使烟气中的 CO 、 H2 、 CH4 等可燃气体充分燃 烧 , 从而提高了锅炉的热效率 4% 以上。同时也提高了锅炉出 力, 满足了生产用汽的需要 , 减轻了环境污染 , 扩大了燃煤 品种的适应范围。
2. 合理的送风与调节
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在链条炉、振动炉、往复炉中 , 根据燃烧过程的不同特点 , 合理的送风 , 对于促进炉内燃烧是很重要的。如在链条 炉中 , 燃料随炉排不停地运动 , 依次发生着火、燃烧、燃尽 各阶段。燃烧是沿炉排长度方向分阶段、分区进行的 , 所以沿炉排长度方向所需的空气量也就不同。在炉排头部的预热 区和尾部燃尽阶段 , 空气需要量小 ; 在炉排中部的燃烧阶段 , 空气需要量大。根据这一特点 , 必须采用分段送风 , 以满足 燃烧的需要。目前国内生产的锅炉虽然都考虑到这一特性 , 采 用了分段风室 , 并装有调节风门。但据调查 , 不少单位在实际运行中没有按照燃烧特性进行风量调节 , 从而使燃烧所需 要的空气量与实际供风量没有很好地配合 , 使不完全燃烧损 失增大。因此 ,
在锅炉燃烧调整中 , 要根据燃烧需要对供给 空气量及时进行调节 ,以降低热损失 , 提高热效率。 p[D
3. 采用二次风(d
二次风对强化气流燃烧是很有效的。二次风有以下作用 : (1) 加强炉内气流的扰动和混合 , 使炉内的氧气和可燃气体均匀地混合 , 使化学不完全燃烧损失和炉膛过量空气系数降低。Rr]uH6Z4Z6\ D9q
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(2) 二次风在炉内形成烟气旋涡 , 一方面延长了悬浮细 煤粒在炉膛中的行程 , 增加了悬浮细粒子在炉内的停留时间 , 使其有较充分的时间燃烧 , 使不完全燃烧热损失降低 ; 另一 方面由于气流旋涡的分离作用 , 使煤粒和灰粒甩回炉内 , 减 小了飞灰逸出量 , 使机械不完全燃烧热损失降低。tAL"k;h],Y
(3) 二次风使炉内高温烟气的充满度得到改善 , 缩小以致消除死滞区 , 提高了炉内受热面的利用率。
二次风除了对节能有明显效果外 , 对消烟除尘也是十分有效的。
4. 控制正常燃烧指标
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锅炉正常燃烧 , 包括均匀供给燃料、合理送风和调整燃烧三个基本内容。三者互相联系 , 相辅相成 , 达到安全经济 运行的目的 , 锅炉热效率、排烟温度、排渣含碳量和排烟处 过量空气系数等技术指标 , 应符合国家标准《工业锅炉经济 运行》 (GB/T17954) 的规定。
5. 均匀分层燃烧
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分层给煤装置与均匀分层燃烧技术具有节能与环保的双重效益。均匀分层燃烧技术由五项技术组成。一是用均匀给煤技术解决煤仓颗粒不均 , 导致炉排上煤层横断面颗粒不均 匀影响燃烧的问题 ; 二是用均匀分层给煤技术 , 使煤层颗粒 不但按下大上小逐级均匀分层排列 ,而且分层煤层任何横断面上的分层颗粒一致。均匀分层煤层不但通风阻力小 , 透气 性好、供氧充足 , 而且煤颗粒的均匀分层分布特点符合煤氧 化燃烧的特点 , 因而大大提高了煤的燃烧效率。该技术从根本上解决了原始密实煤层通风不良缺氧燃烧的问题 ; 三是使 煤层上面小颗粒的煤层 , 在火床上跳跃起来半沸腾燃烧 ; 四 是使煤中的煤粉在火床上方空间 , 类似煤粉炉悬浮燃烧 ; 五 是采用强化燃烧措施 , 强化悬浮在燃烧室内的多相燃料燃烧。 实践证实这项技术不但提高了煤的燃烧效率 , 而且提高了锅炉对煤种的适应性 , 从而解决了链条炉不适宜烧次煤的问题。 均匀分层燃烧另一个优点是燃烧温度均匀一致 , 消除了局部 温度高 , 烧毁炉排侧密封件、老鹰铁和炉排膨胀不均造成的故障。"ltjt#r/{?
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6. 预热空气!Bjq1U.|"`]p
为了提高炉内温度 , 工业锅炉应设置空气预热器 , 加热助燃空气, 这样既有利于提高炉内温度 , 强化燃烧 , 减少不 完全燃烧热损失, 同时也使烟气余热得到充分利用 , 减少了排烟热损失 , 这两个方面都使锅炉的热效率得到提高。h.E"N"U)
7. 实现燃烧自动调节 o*F9C g!]
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在锅炉运行中 , 为适应锅炉负荷变化 , 常需要进行必要的燃烧调整。如在链条锅炉中常需要进行煤层厚度、分段送 风、炉排速度、二次风量和过量空气系数的调整。锅炉的燃 烧好坏与运行操作技术有很大的关系。为了减少由于操作不当对燃烧的影响 , 便于迅速地根据负
