下载文档原格式
区域供热链条锅炉运行现状及节能措施区域供热是指集中供热系统，通过锅炉和热管网把热能输送到用户热消费设施的一种供热方式。
区域供热系统由供热源、输热管网、用户热源三部分组成。
锅炉是供热链条中最重要的关键环节之一，其运行状况直接影响到供热系统的稳定性和能效。
在当前能源环境日益严峻的形势下，加强对区域供热锅炉运行现状的研究和改进，制定相应的节能措施十分必要。
一、锅炉运行现状1. 能效低下问题大多数锅炉系统使用传统的燃煤或燃油方式，能效低下成为当前的主要问题。
据统计，我国供热锅炉能效普遍只有60-70%，与国际先进水平相比还存在一定差距。
2. 污染物排放问题传统锅炉的燃烧过程中产生的煤尘、二氧化硫和氮氧化物等污染物排放对环境造成了严重的污染，也对人民群众的健康构成了一定威胁。
3. 设备老化问题目前许多地区的供热锅炉设备都已使用了很长时间，老化情况比较严重，存在安全隐患。
4. 能源浪费问题由于传统锅炉的能效低下、污染物排放问题，导致了能源的浪费。
二、节能措施1. 技术更新随着科技的不断发展，新型节能环保锅炉已经逐渐走进了供热领域，如天然气锅炉、生物质颗粒锅炉等。
这些新型锅炉具有燃烧清洁、能效高、使用方便等优点，能够有效解决传统锅炉存在的诸多问题。
2. 智能化控制智能化控制技术在供热锅炉中的应用，可以通过实时监控供热系统的运行状态和各项参数，从而实现对供热系统的精准控制，提高了系统的运行效率和稳定性，减少了能源浪费。
3. 节能改造对于已使用较久的供热锅炉设备，可以通过节能改造来提高其能效。
包括更换高效燃烧器、加装空气预热器、使用余热回收装置等手段，从而提高供热锅炉的能效，减少排放量。
4. 完善管理加强对供热锅炉设备的定期检查和维护，延长设备的使用寿命；强化对供热系统的运行管理，提高热力设备的利用率，减少能源浪费。
5. 政策支持政府可以出台相关的节能政策和补贴政策，鼓励供热企业和用户使用新型节能环保锅炉，减少对传统锅炉的使用，推动供热系统的能效提升和环保改造。
燃煤锅炉的两个主要节能措施：运行调整和节能改造。
运行调整主要是降低排烟损失和合理配风。
降低排烟损失需要减少炉膛的空气系数、堵塞各烟道的漏风量和降低排烟温度。
工业链条锅炉节能改造主要措施：给煤装置改造；炉拱改造；燃烧系统改造；层燃锅炉改造成循环流化床锅炉；控制系统改造；采用节能新设备。
工业窑炉改造的主要内容:热源改造、燃烧系统改造、窑炉结构改造、窑炉保温改造、控制系统节能改造和烟气余热回收利用改造主要措施：提高燃烧效率，减少炉体散热损失；减少水冷件热损失;采用高辐射陶瓷涂料；采用先进是炉型和工艺。
蒸汽蓄热器主要用途：1、用汽负荷波动较大的供热系统2、瞬时耗气量极大的系统3汽源间断供汽或流量波动的供热系统4需要蓄存蒸汽供随时需要的场合。
分层燃烧的特点：减少锅炉漏煤量；煤层厚度平整均匀和提高燃烧效率。
富氧燃烧的特点：富氧燃烧可以提高燃烧温度、降低燃料的着火温度, 促进完全燃烧、降低空气系数，减少排烟量。
换热器设计的基本步骤：1估算传热面积，2计算流动阻力，3计算传热系数、校核传热面积。
强化传热的途径：1、增大换热面积2、提高传热系数3、加大对数平均温差。
管壳式换热器壳程强化传热的途径：改变管子外形或在管外加翅片，另一种是改变壳程管间支撑物结构高温余热：650度以上；中温余热：200-650度，低温余热：低于200 度的烟气和低于100度液体。
受电端到用电设备一级变压线损率不能超过 3.5%；用电设备供电电压的偏移值不应超过供电电压的±5%；三项电压的不平衡度应小于2%抑制谐波的措施：采用无源滤波器；有源电力滤波器；混合型电力滤波器。
谐波的危害：增加了输、供和用电设备的电能损耗；影响电力测量的准确性；影响继电保护器和自动装置的工作可靠性；造成通讯混乱、计算机数据处理产生错误。
减少输电线路损耗的措施：1采用高压和超高压输电；2减少变压级数；3合理配置变压器；4安装无功补偿设备5合理选择线路的材质和截面积。
20T/H链条炉改20T/H高低混合流速循环流化床锅炉改造技术方案20T/H链条炉改20T/H高低混合流速循环流化床锅炉改造方案长沙千秋节能科技有限公司目录一、公司简介二、国内外循环流化床锅炉发展状况三、改造的原因四、技术改造方案四、改造后的技术参数五、改造内容、范围六、工期七、附录1、高低混合流速循环流化床锅炉专利证书2、方案图3、业绩表4、不同热效率的吨汽耗标煤量5、不同飞灰含碳量对锅炉效率的影响6、不同排烟温度排烟热损失一、公司简介长沙千秋节能科技有限公司是一家专门从事锅炉改造、锅炉技术开发、锅炉销售等的集科、工、贸于一体的高科技公司，注册资本1000万元；现有员工120余人，其中50多人具有高、中级技术职称；公司拥有四项具有自主知识产权和国际先进水平的锅炉专利技术，并与国内多家A级锅炉厂及A级锅炉部件制造厂建立了长期的合作关系，具有2—240t/h循环流化床锅炉的设计、制造、安装、调试、培训及技术服务等交钥匙工程的总承包能力。
清华大学热能工程系是公司的主要技术合作单位，聘请了清华大学热能工程系享受国家特殊补助的全国十大燃烧专家之一、中国流化床锅炉第一人曹柏林教授和全国著名循环流化床技术专家、中南大学能源学院兼职教授何相助教授为技术顾问。
经过多年的研究和实践，开发了具有自主知识产权和国际先进水平的高低混合流速循环流化床锅炉专利技术、复合循环流化床锅炉专利技术、风动联合炉排生物质锅炉专利技术、复合燃烧机专利技术、循环流化床导热油锅炉、组装循环流化床锅炉、优化型异形高温分离器、优化型多管中温分离器等多项锅炉专利技术及产品，并已推广应用到全国近百家企业的200余台锅炉中，创造了明显的经济效益和社会效益。
公司改造或新建的锅炉具有有效容积大、烟气停留时间长、热效率高、磨损轻的特点，运行长期、稳定、高效，锅炉热效率可达 90%以上，飞灰含碳量小于5%，炉渣含碳量小于1.5%，水冷壁管、过热器寿命10年以上，省煤器寿命5年以上，埋管寿命4年以上。
链条锅炉的节能改造
【摘要】本文针对20t蒸汽链条锅炉存在的问题，进行了节能改造，取得了显著的成效。
【关键词】热工测试；炉拱改造；炉体大修；合理配风；节能效益
1 锅炉改造前后热工测试主要基本情况
该20t蒸汽链条炉，从1985年投运以来一直没有进行炉体整体大修；在2001年12月份大修前，经节能监测中心测试，锅炉热效率只有46％，并且2台设备均存在炉墙裂纹、炉顶保温脱落、表面温度高，漏烟、漏灰，烟道隔墙脱落，煤层燃烧工况差、煤种适应性差等问题，经过认真研究后，对其中的一台锅炉进行节能改造，取得了显著成效。
锅炉改造前后节能监测中心测试报告中的主要测算结果如表所示。
测算结果表明：
(1)锅炉热效率(以正平衡为准)从46．65％上升到72．24％，达到国际≥72％的要求；蒸汽用煤单耗从0．2678t／t(当锅炉蒸发量在lot时，煤单位耗为0．23t／t)大幅下降到0．177t／t，节煤率提高近5o％；
(2)各种热损失有较大幅度减少；
(3)排烟过剩空气系数和炉渣含碳量的指标也有较大改进，但没有达到国标。
2 炉拱方面的改造
2.1锅炉基本要求
该型号链条炉设计用燃煤要求为：基低位发热量qyw=5190kcal ／kg，挥发份vy=35％，灰份a =27．1％，灰熔点>1250℃，硫
s=0．45％。
因此，需要使用优质煤方能确保炉子正常燃烧。
自2001年下半年以来，受国家关闭小煤窑的影响，优质煤采购困难，煤的到货质量也一直欠佳，加上对流管上结焦负重大，影响了传热；锅炉出力不足额定负荷70％，常常有“拉红火”现象，老鹰铁也容易烧毁，严重影响锅炉安全、经济和连续运行。
通过对锅炉结构分析，要改善该炉型煤种适应性差问题，顺利着火和稳定燃烧，首先要改造好锅炉的前、后拱，以改善煤的引燃和提高燃烧区的燃烧强度。
2．2 炉拱的实际工作机理
锅炉的前拱其作用在于蓄热保持高温，增强对刚进炉的新煤的辐射加热促使其及时着火燃烧；后拱其作用是改变自然层上升的烟气流动方向，使炉内可燃气体、悬浮的焦粒子与空气能够良好混合，同时，延长他们的行程，使之有充分的时间达到燃尽。
炉拱实际工作机理是：以再辐射为主、镜反射为辅的方式，将燃料区火床面的辐射热和部分火焰的辐射热传到新的着火区，用于引燃，而且依靠燃烧区火床面辐射热也可促进燃烬。
即煤引燃的主要热源来自于后拱将大量的高温烟气和炽热碳粒输送到燃料的燃烧区，提高那里的温度，强化那里的燃烧，使之发出更多的热量，并以此形成更高的温度，从而大大地增强了前拱的辐射引燃作用。
2．3 改造前后炉拱结构
由炉拱的实际工作机理可知：前后拱的搭配是否合理，决定了烟气中可燃成分能否迅速燃烬，新煤能否顺利引燃。
因此对该锅炉的前后拱结构进行了改造。
改造后该形式的辐射对流拱具有如下优点：
(1)前拱覆盖率由改造前的28.6% 增至33.3% ，后拱覆盖率由53.85%增至57%，前后拱覆盖率达到90.3%；
(2)在炉前拱3800mm 的标高处的翻火口，最大限度的呈弧状伸进炉内，尽可能地使炉膛空间变小，中间燃烧旺盛区的高温烟气及后拱对前拱的辐射亦加强，形成了一个高温高效燃烧区；前拱点火拱部位从原来的350mm高，压低至250mm，减少了热散失和进冷风的缺点，提前了着火线，同时避免了火焰燃至煤斗烧坏煤闸板的弊病；
(3)后拱加高拱的高度。
后拱向前伸进500mm，高度≤1200mm，高温烟气不会被直接抽走，而是合理地导向前拱，前拱的弧面均匀地反射至炉排前部与中部，平衡了炉膛前后的空气过剩不均的问题，对可燃气体、碳粒和氧气的充分混合燃烧创造了十分有利的条件，使煤充分燃烧，同时降低了炉渣含碳量；
(4)在前拱上部设置凸型单曲拱具有二次风作用。
高温烟气在火床面上形成烟气旋涡，延长烟气流程及煤粒的燃烧时间，气体和固体的不完全燃烧损失显著减少；
(5)依靠旋涡的分离作用，把未燃烬的炭粒甩回火床复燃，从而降低飞灰含碳量，飞灰量的减少又降低了对尾部受热面的磨损。
3 炉墙等方面的改造
3．1 问题提出
改造前，锅炉存在炉膛工况差，温度升不上，低于700℃；排烟温度达189℃(有关标准为≤180℃)，排烟处空气过剩系数airy 为3．21(有关标准≤2)。
经分析可知其使燃烧恶化的重要原因之一是炉墙裂纹、炉顶保温脱落、表面温度高，炉子漏烟、漏灰，造成引风量增大，加大排烟损失，尤其不利于挥发物的燃烧，容易产生黑烟和加大除尘器负荷；导致炉膛内过剩系数大，破坏了炉膛的燃烧工况，不利于燃烧。
施工中发现炉顶内积灰1米多高，增加了吊梁额外负载，钢梁锈蚀严重，存在严重设备故障隐患。
针对这些问题，对炉顶、炉墙进行全面更新改造。
3．2 炉顶改造
(1)炉顶也采用浇注的方法，用热轧钢筋组成框架，采用高铝钒土耐火浇注料浇注，再用膨胀可塑材料捣打，该材料在高温状态下产生微膨胀，有效地克服耐火层与金属构件、管道间产生的裂缝缺陷。
(2)水冷壁管从炉顶穿过的地方是密封的难点和要点，管与墙之间的膨胀可塑材料严格按规程要求厚度敷设，用人工夯打结实；
(3)保温层采用硅酸铝纤维毡和粘结剂重叠错缝粘贴200mm厚，然后拉上铁丝网，再用石棉绒制成的抹面料进行抹面，以提高其密封的质量和效果，杜绝三漏问题。
3．3 炉墙改造
炉内墙均采用了t一1型耐火砖，用新型高温胶泥进行炉墙砌筑，此种胶泥常温固化时以硅氧烷结合，高温时靠陶瓷烧后产生粘结力，粘结强度高、使用温度范围宽等特点；中间隔热保温层采用为硅酸铝纤维棉，外表用红砖配以水泥沙浆进行砌筑，提高其密封的质量和效果，降低了能源损失。
3．4 合理配风进一步燃烬残余焦碳，该改造后的锅炉测算表中结果：过剩空气系数(2．47)，炉渣含碳量(14．25％) 根据相关标准均没有达标。
经分析研究，其中主要原因之一是，煤质不稳定；而至关重要的因素是锅炉运行过程中没有执行科学配风方法。
分析研究表明：劣质煤(相对锅炉煤质标准)在链条炉上燃烧，必须有良好的炉拱结构，以保证引燃和烟气混合良好；此外还必须有合理的配风才能取得较好的使用效果。
链条锅炉的新煤从落煤斗落到炉排上，依次完成预热、着火、燃烧和燃烬各个阶段；而其煤层的变化里随着炉排的移动，而逐渐减薄；合理配风的正确方法是：
(1)第一风仓基本不送风，第二风仓少送风；因在此阶段，新煤在预热阶段煤层最厚，通风阻力最大，但所需空气量接近于零，可不供或供极少量的空气；
(2)主要送风在第三、第四风仓；在本阶段，煤开始着火燃烧后，进入氧化区，煤层开始减薄；当挥发物含量较多，易粘结煤着火后，还要产生膨胀，煤层微增厚，通风阻力因水分的蒸发而减小，此时，所需空气风压最高，风量最大；而第五、第六风仓送少量风只为燃烬用；本阶段，焦炭大部分燃烬后，煤层仅剩下灰渣，此时厚度最
薄，通风阻力大减，为了维持少量焦炭继续燃烧和冷却炉排，所需空气量较少，故供入的空气也减少。
这样配风主要是保证从后拱来的高温烟气能够深入前拱区，同时还能将大量炽热的碳粒向前吹送，并在前拱区产生强烈的卷吸回流作用，有利于提高燃煤预热段的温度，促进煤尽早着火燃烧；而且这样的配风方式为中部旺盛燃烧区提供了充足的空气，又能促进新燃料的着火和尾部残余焦碳的进一步燃烬，使q3、q4降低，提高锅炉的热效率。
4 改造后的效益
4．1 锅炉改造前后运行情况
(1)在改造施工过程中发现处理二项重大的事故隐患，即：更换了锈蚀严重的4根横向钢梁(共有8根钢梁)；增补已脱落的水冷壁管吊钩18根。
(2)炉膛测温点的温度由原来700℃提高到900多℃；锅炉的蒸发量(出口压力0．35mpa)可由原来的12t/h左右，稳定在18t/h，最高可达23t/h；
(3)炉拱燃烧工况明显改善，前拱区形成明显的扰动，燃烧火焰由原暗红色变成发亮的金黄色，着火点前移约lm；
(4)炉的漏烟、漏灰问题基本得到解决。
4．2 节能效果
改造后的锅炉在近3个月的运行中，每吨蒸汽的煤单耗由0．225t ／t(改造前的上年度同期煤单耗)下降至0．195t／t(改造后的煤单耗)，实际节煤率达15.38%；煤价按230元/t，日产汽量408t，年
平均运行按150天计算，每年可节约燃煤费用约42．22万元。
改造前，由于单位锅炉的出力满足不了负荷需求，2台设备必须同时启用，1台锅炉的电力消耗费用约30多万元，该改造项目的投资金额54万元，锅炉运行不到150天收回改造的投资费用，效果十分明显。
5 结束语
据统计，全国平均工业锅炉热效率仅为55％左右，与国标72％相比差距甚大，存在着较大的节能潜力。
监测锅炉实际运行效率，查明各项损失的分配、找出工业锅炉热效率偏低的症结所在，合理调整运行，针对性地进行节能技术改造，将会显著提高锅炉热效率，大量节约燃煤。
这是提高企业经济效益重要措施之一，也是贯彻“节能法”的具体体现。
【参考文献】
[1] 黄桂宁等编著．司炉工技术回答[m]．北京：机械工业出版社。
1998．12．
[2] 林宗虎．工业锅炉原理[m]．北京：机械工业出版社，1994．
[3] 孙军如．抛煤机锅炉的燃烧分析及消烟除尘措施[j]．节能，2000．4．
[4] 简添福．链条炉排锅炉的节能改造[j]．锅炉压力容器安全技术。
2002．2．
[5] 李正生．工业锅炉热效率测试方法与实践[j]．有色冶金节能，2002．2．。
