河北藝能鍋爐有限責任公司

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工業燃氣蒸汽鍋爐的節能降耗

發布日期:2021-1-31
   隨著國家經濟的發展,環保觀念不斷增強,為了改善大氣質量、 整治環境污染,國家及地方相繼出臺了多項煤改氣政策,燃氣鍋爐的 使用也因此得到進一步的推廣。 隨著燃料由煤或木材改成費用較高的天然氣,很多企業 在感嘆燃料成本的提高的同時,生產中由于沒有采用科學、合理的燃氣鍋爐節能措施,浪費了大量的燃料和資金,阻礙了企業的生產水平 的提高。 因此,在保證企業安全生產的情況下,探尋燃氣蒸汽鍋爐節能降 耗措施,提高鍋爐熱效率,降低企業運行費用具有顯著的經濟效益和 社會效益。
  2 燃氣鍋爐節能降耗分析 影響燃氣鍋爐節能降耗的因素很多, 本文主要從燃氣鍋爐熱效 率和燃氣鍋爐系統節能兩方面分析節能降耗。
  所謂的鍋爐熱效率具體指的就是燃料送入熱量當中的有效利用 熱量比重。 鍋爐熱效率的全面提升就是實現有效利用熱量的增加,進 而降低各項熱損失程度,從燃氣鍋爐熱平衡進行分析探討,其熱平衡 公式為:
  Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6
  式中:Qr—— —鍋爐輸入熱量,在鍋爐計算中,按燃料低位發熱值計算;
  Q1—— —鍋爐有效利用熱量;
  Q2—— —排煙損失的熱量;
  Q3—— —氣體未完全燃燒損失的熱量;
  Q4—— —固體未完全燃燒損失的熱量;
  Q5—— —鍋爐散熱損失的熱量;
  Q6—— —灰渣物理熱損失。
  對于燃氣鍋爐來說,燃料為氣體,Q4 和 Q6 非常小,完全可以忽略 不計,工業燃氣蒸汽鍋爐大都是小型的快裝爐,外表面積較小且保溫 較良好,鍋爐散熱損失 Q5 也不大,因此,鍋爐輸入熱量 Qr 一定的情況 下,如何提高鍋爐有效利用熱量Q1,主要從降低排煙熱損失 Q2、氣體 未完全燃燒熱損失Q3 兩個方面入手。 通過平時對燃氣鍋爐的檢驗, 發現燃氣鍋爐在節能方面主要存 在下列問題:①過量空氣系數偏高,燃燒機風氣配比不合理;②排煙 溫度偏高,排煙熱損失較大,部分鍋爐未能有效將尾部煙氣余熱回收 裝置應用起來,甚至部分鍋爐未配置尾部煙氣余熱回收裝置;③水處 理工作開展不好或未開展,導致鍋爐受熱面結垢嚴重;④鍋爐管道系 統熱損失嚴重,主要是管道布局不合理和保溫差,“跑冒滴漏”嚴重; ⑤普遍存在“大馬拉小車”現象,鍋爐經常處于低負荷運行;⑥節能管 理水平較低,缺乏節能相關的技術、人員、管理經驗。
  3 燃氣鍋爐節能降耗的有效措施
  3.1 合理配置與運行燃燒器 天然氣易燃燒,與空氣的混合充分,接觸表面積大,一般僅需要 較低的過量空氣。 在燃燒系統中影響鍋爐熱效率的主要因素是排煙 煙氣中氧含量和過量空氣系數。 過量空氣系數過大, 煙氣量將會增 加,其帶走熱量也將更多。 合理控制鍋爐排煙煙氣含氧量和過量空氣 系數,使燃料在最佳燃燒區燃燒,能提高鍋爐熱效率。 對于燃氣鍋爐 而言保持 2~3%的氧和 8~15%的過?諝饬渴亲詈线m的,這時熱損失 最小。 燃燒器運行調整主要依據爐膛火焰顏色和排煙含氧量表。 鍋爐正常燃燒時,火焰為淺藍色,如果火焰顏色偏白,說明風量過大,如果 火焰顏色發紅,說明風量過小。 鍋爐正常燃燒時尾部煙氣含氧量數值 應控制在:2~3%。 通過觀察爐膛火焰顏色和鍋爐含氧量表數值的變 化,及時調整燃燒機風氣配比,降低鍋爐未完全燃燒熱損失。
  3.2 降低鍋爐排煙熱損失 排煙熱損失主要與排煙量和排煙溫度有關。 燃料一定的情況下, 排煙量主要取決于過量空氣系數的大小。 在保證較小的排煙量情況 下,降低排煙溫度可有效減小排煙熱損失。 燃氣鍋爐排煙中可利用的熱能有煙氣的顯熱和其中水蒸汽的汽 化潛熱兩部分。 天然氣的主要成分是甲烷,與燃煤鍋爐相比,燃氣鍋 爐排煙煙氣中會含有更多的水蒸氣。 一般燃氣鍋爐排出的煙氣溫度 都超過 150℃,煙氣中含有的水蒸氣處于過熱狀態,無法凝結成液態 水而放出汽化潛熱,造成較大的顯熱和潛熱損失。 煙氣余熱冷凝回收設備的技術原理, 就是利用溫度較低的冷水 冷卻煙氣, 把煙氣溫度降低至接近露點溫度或把煙氣中的水蒸氣溫 度降低到冷凝溫度(60℃)以下,同時實現煙氣的顯熱和水蒸氣的汽化 潛熱的回收利用。 因此,對于冷凝式燃氣鍋爐,由于排煙溫度很低,排 煙顯熱損失較少,利用了汽化潛熱后,按燃料低位發熱量計算,冷凝 式鍋爐的熱效率可達到或超過100%。
  3.3 加強鍋爐水處理和定期除垢 鍋爐水處理工作沒做好,鍋爐容易結水垢,結水垢后,將增加傳 熱熱阻,水垢的導熱系數比鋼約小30~40 倍,燃燒釋放的熱量無法有 效的傳遞給鍋水,大量的熱量被煙氣帶走,造成排煙溫度升高,降低 鍋爐熱效率。 所以在鍋爐運行管理時加強水處理工作,定期排污及除 垢,使鍋爐受熱面保持清潔,可有效的提高鍋爐的熱效率。
  3.4 優化管道系統,消除 “跑冒滴漏” 在鍋爐節能運行中,由于管道系統及用汽設備的“跑冒滴漏”而 產生的熱損失常常被忽略。 管道系統及用汽設備的“跑冒滴漏”在增 加系統散熱損失的同時,也會導致供汽系統壓力的不穩,而為了保證 壓力,勢必增加鍋爐的燃料消耗。 用汽企業應合理的布置和優化蒸汽 管道系統,加強保溫并定期檢查管道系統和用汽設備,及時消除“跑 冒滴漏”,減少系統散熱損失。
  3.5 蒸汽凝結水回收利用 在用汽設備中,蒸汽釋放出汽化潛熱后變成凝結水,蒸汽凝結水 還具有相當的熱量,其熱量可達到蒸汽熱量的20~30%。 將蒸汽凝結 水回收利用,補充到鍋爐的給水系統中,使鍋爐的給水溫度提高,能 有效的提供鍋爐的熱效率。
  3.6 增設蒸汽蓄熱器 工業鍋爐的熱效率在額定蒸發量工況且運行穩定時才能達到最 高,超負荷、低負荷以及劇烈波動的負荷下運行,熱效率都會大大的 降低。 為了緩解鍋爐穩定出力與用汽設備用汽量波動之間的矛盾,可 以在鍋爐與用汽設備之間增設蓄熱器。 當鍋爐的產汽量高于用汽設 備的用汽量時, 富余的水蒸汽在蓄熱器里以高壓水的形式進行能量 的儲存,反之,當用汽量高于產汽量時,蓄熱器能有效的補充鍋爐產 汽量的不足,使鍋爐能夠穩定的運行在額定蒸發量工況附近,實現對 用汽設備的穩定供汽。
  3.7 引進鍋爐合同能源管理 鍋爐合同能源管理(簡稱“EMC”)就是節能服務公司和用汽企業簽訂相關的合同,按合同為用汽企業提供蒸汽或節能改造服務。 節能 服務公司憑借其專業的節能技術和良好的團隊管理, 在鍋爐運行管 理中實現能耗的最低化。 用汽企業也可通過合同能源管理解決開展 節能降耗工作缺乏資金、技術、人員、管理經驗的問題,同時降低用汽 成本,實現雙方共贏。 4 結束語 通過燃氣鍋爐熱效率的分析結合燃氣鍋爐節能方面存在的問 題,提出以上七方面工業燃氣鍋爐節能降耗的有效措施。 用能企業可 以通過實際調查,結合鍋爐原有結構及特性進行分析,找出在鍋爐節 能方面存在的問題,制定最科學合理的節能降耗措施。
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