锅炉节能(苏州)

1、锅炉节能一、锅炉节能的意义二、链条炉的结构和原理三、小型煤粉炉的结构和特点四、锅壳式燃油燃气锅炉的结构和特点五、链条炉燃烧系统节能改造六、传热系统节能七、加强管理附1：思考题和联系方式附2：表冷器软件介绍一、锅炉节能的意义l 工业燃煤锅炉效率普遍较低。目前平均效率仅为6065，比锅炉产品的鉴定效率低1015，比国际水平低20左右。实际出力一般为额定出力的60%70%，少数运行不好的仅在50%左右。 l 低效率伴随高污染。l 2010年，我国煤矿总产量32.4亿吨。预计2012年煤炭消费量可达到35亿吨，其中电煤占煤炭总量比例约为58%，工业锅炉消耗原煤约占年总产量的1/3。以工业燃煤锅炉为例：

2、二、链条炉的结构和原理1、链条炉的结构2、链条炉本体各项热损失3、链条炉的燃烧过程4、链条炉燃烧对煤质的要求1、链条炉的结构：煤斗煤斗链条炉排链条炉排风仓风仓灰斗灰斗炉膛炉膛水冷壁水冷壁渣斗渣斗上锅筒上锅筒烟窗及防渣管烟窗及防渣管蒸汽过热器蒸汽过热器对流管束对流管束省煤器省煤器空气预热器空气预热器2、链条炉本体各项热损失Qr = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/kg 热平衡方程或100 = q1+q2+q3+q4+q5+q6 % Qr输入锅炉热量Q1有效利用热Q2排烟热损失Q3气体未燃烧热损失Q4固体未燃烧热损失Q6灰渣等其它热损失Q5散热损失 因排烟温度比进入锅炉的空气温度高，排烟

3、所带走的热量损失。 排烟热损失排烟热损失q2 受热面积灰或结渣，排烟温度会升高，所以必须经常吹灰清渣保持清洁。 在锅炉安装施工时应重视炉墙、烟道等砌筑的严密性，以减小漏风。 工业燃煤锅炉排烟热损失一般占12%20%，小型锅炉可达20%以上。 排烟温度每降低1215，q2 将降低1%；但排烟温度下降，尾部受热面腐蚀加重。因此，合理的排烟温度应由这两方面作技术经济比较来决定。 采用适当的炉膛出口过量空气系数。 CO、H2、CH4 等可燃气体未燃烧放热就排除而造成的热损失。气体未燃烧热损失气体未燃烧热损失q3 对链条炉，燃烧正常时，气体未完全燃烧热损失大约为2%3%，若为不正常燃烧，热损失高达5%以

4、上。 一部分燃料没有参与燃烧或未燃尽就被排出炉外而引起的热损失。固体未燃烧热损失固体未燃烧热损失q4灰渣损失漏煤损失飞灰损失 链条炉的固体未燃烧热损失一般在815%之间。 通常，燃烧速度与煤粒的直径成反比，通过筛分控制入炉燃料的粒度上限，可以避免超大粒的不完全燃烧损失，降低灰渣含碳量；散热损失散热损失q5锅炉表面温度高于周围空气温度造成热量散失于大气中，形成的锅炉热量损失。 链条炉额定工况时的散热损失一般在0.8%4%之间。 要减小散热损失，需要对锅炉做好保温措施，尽量降低锅炉外表面温度。3、链条炉的燃烧过程 单面引火，着火条件差。 燃烧过程呈现区段性。预热干燥区段越长，煤在炉排上燃烧的时间越

5、短，燃烧损失越大。应尽量创造着火条件，缩短预热干燥区段。 在统仓送风的情况下，其中焦炭燃烧区段又分为焦炭氧化区段和焦炭还原区段，生成大量CO气体，需要在炉内燃烧。应按区段实行分仓送风燃料预热干燥区段挥发物析出并燃烧区段焦炭氧化区段焦炭还原区段灰渣燃尽区段焦炭燃烧区段三、小型煤粉炉的结构和特点 小型煤粉炉常用结构简单、 电耗较低的竖井式磨煤机和风扇式磨煤机。 小型煤粉炉上用的较多的是旋流式燃烧器。燃烧器： 射程较短，使其可以应用于炉膛深度不是太大的小型煤粉炉。 一次风无旋转，流阻小，可配用竖井式磨煤机。 煤粉的着火条件好，燃烧强烈，因而锅炉的煤种适应性广，可燃用烟煤、 褐煤、贫煤、无烟煤；x 电

6、耗高。4、小型煤粉炉的特点 燃烧较完全，燃烧效率高，q4 为38%，而且过量空气系数仅为1.151.25， 锅炉效率一般超过90%； x 需配置磨煤设备，竖井式磨煤机的锤子磨损快，得经常更换。制粉细度较粗，比较适宜于易磨和挥发物较高的燃料。； x 负荷调节范围小（70100），不能低负荷运行，更不能压火（热备用）；x 飞灰多，除尘器负荷高，易污染环境； x 需防范严重的结渣问题；四、锅壳式燃油燃气锅炉的结构和特点典型的全湿背式顺流燃烧式结构的燃油燃气锅炉结构图 正常情况下，对燃油锅炉q3为1%1.5%，对燃用天然气、油田伴生气和焦炉煤气的锅炉，q 3 =0.5%；对燃用高炉煤气的锅炉，q 3=

7、1%。 在实际运行中，中小型燃气锅炉在燃烧良好的情况下，使气体不完全燃烧热损失达到上述设计要求并不困难。不少锅炉运行中此项损失往往接近于零。但是，在燃烧不良的情况下此项热损失也可能很高，甚至达到10%。而且和燃煤燃油锅炉不同，燃气锅炉即使q3值很大往往不冒黑烟，所以直观上较难判断燃烧是否恶化。正因为如此，在运行中这项热损失常得不到重视。 设计较好的小型燃油、燃气锅炉，在额定工况下的散热损失已达到1%以下。 排烟温度是决定这种锅炉热效率的最重要的因素，一般卧式锅壳式燃油燃气蒸汽锅炉的排烟温度为250，热效率在87%左右；节能环保型燃油燃气锅炉的排烟温度可达130140，其热效率可达93%左右。

8、烟管是锅壳式燃油燃气锅炉的主要对流蒸发受热面。过去一般采用光管，现在，锅壳式燃油燃气锅炉广泛采用变截面和内插扰流子的强化传热烟管。内插螺旋麻花带：螺纹管：五、链条炉燃烧系统节能改造1、给煤装置改造2、炉拱3、配风4、链条炉加煤粉复合燃烧5、气煤混烧1、给煤装置改造 我国的链条炉排锅炉给煤主要采用斗式给煤装置。 当粒度大小过于悬殊时，还会引起煤斗中的机械分离，粗粒大块跑边，细粒碎末居中，导致炉排两侧和中间燃烧层密实程度的很大不均，最终是两侧穿风早已燃尽，中间却是“火龙“一条，“红火” 落入渣斗，使 q4 大大增加。 当采用统煤时，会造成： 炉排上块煤和细末分布不均，造成通风不均，影响燃烧 ； 细

9、末多的地方容易被风吹走而形成“火口”，造成大量窜风 ；分层给煤分层给煤是将煤仓中溜下来的原煤经过辊筒疏松后，落到筛板上。粒度大的颗粒从筛板上落到炉排上，粒度小的漏到筛下的炉排炉上，随着炉排的转动，形成了下大上小的给煤层次，使煤层颗粒分布均与，通风均匀，提高了炉膛温度，利于燃烬。链条炉采用分层给煤燃烧可达到如下效果： 增加锅炉对煤种的适应性，出力提高。 降低各项热损失，锅炉热效率可提高4%5%，甚至8%10%。 提高锅炉运行的可靠性，减少维修费用。 改造工期短、投资回收快，一般为36个月。 石景山鲁谷供热厂供131万居民冬季采暖，装有三台DHL29-1.6/150/90-A链条锅炉，采用传统的给

10、煤调节方式，自1995年投入运行以来，煤着火困难，燃烧效率低，还保证不了负荷的需要。北京节能中心于1996年、1997年分别在1号、2号炉上拆除原锅炉上的加煤斗，在原位置上安装新的分层给煤装置。案例案例 锅炉负荷提高，1997年冬季最冷期运行两台炉达到了 改造前三台炉的供暖水平（131万）； 灰渣含碳量由原来的28%降到5%7%； 锅炉热效率提高到83%； 投资回收快，1个供暖期收回了投资。 改造效果：2、炉拱 改变自燃料层上升的气流方向，使可 燃气体与空气良好混合后尽量燃尽； 炉拱的主要作用： 加速新入炉煤的着火燃烧； 炉拱布置是否合理对锅炉的燃烧工况影响极大，对于不同的燃料特性，应该有不同

11、的拱形及尺寸。 炉拱改造时，对劣质和中性烟煤、贫煤和无烟煤，应着重于煤的着火；对挥发分高的烟煤，应着重于气体良好混合。 使用煤种改变，往往会造成锅炉燃烧效率降低，出现冒黑烟等现象，这时就有必要进行炉拱改造。 燃用烟煤、褐煤时， 采用高而短的前拱，后拱也不太长，以保证一定炉膛高度，并利用高温烟气辐射引火，保证喉口有良好的扰动作用，减少 q3 。 燃用无烟煤时，采用低而长的后拱，把炉排后端过量氧气导向燃烧中心供可燃气体燃烧， 灼热烟气和火红炭粒在气流转弯处分离，象 “火雨”一样投落到新煤上，改善着火。 燃用多水多灰的劣质煤时，可采用人字形拱、中拱、后拱，使烟气向前流动提高着火区炉温，并使烟气对新煤

12、和炉拱产生较强的直接对流加热。不同煤种的炉拱推荐如下： 炉拱改造只要与煤种匹配得当，一般效果都是很明显的。这项改造可降低灰渣含碳量30%50%，而且可提高出力。技改投资半年左右可收回。案例案例1 上海沪东造船厂案例案例2 北京市沥青混凝土厂 上海沪东造船厂动力中心锅炉房有两台10t/h链条燃煤蒸汽锅炉，向全厂供应生产生活用蒸汽。当煤品质差及雨淋后煤含水量大时，锅炉燃烧差，造成出力不足，影响生产。后该厂采用 “双人字形宽煤种节能炉拱技术”，先后对两台锅炉进行了改造。 案例案例1 炉渣含碳量由改造前的15%19%降至7%9%；锅炉 热效率由原来的69.3%提高到现在77.6%；改造效果： 炉膛温度

13、提高了80100 ; 项目总投资10.76万元。项目投资回收期6个月。 锅炉改造后运行四年，共节约：煤2914.5吨；电203950 千瓦时； 折合人民币94.2万元。减排二氧化碳5639吨。 北京市沥青混凝土厂的KZL4-13型蒸汽锅炉，自投入运行以来，出力达不到额定值，炉灰含碳量20%30%，排烟温度200左右，锅炉热效率仅55%60%。 锅炉出力达到了铭牌出力； 点火性能改善，能掺烧劣质煤； 排烟温度低于170； 效率由改造前的66.4%提高到76.7%。案例案例2该厂对该炉进行了改造，改造内容为： 压低前拱，延长和压低后拱； 省煤器入口前加装管式空气预热器； 对炉墙、炉顶烟风道进行密封

14、及保温处理。改造后达到如下效果：3、配风主要是两个方面的问题： 提供多少风量？ 怎么送入？ 在理论上燃料达到完全燃烧所需要的空气量，称为理论空气量。但在实际条件下，根据燃料品种、燃烧方式及控制技术的优劣，往往需要多供给一些空气量，称为实际空气量实际空气量。实际空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。关键是要把握好炉膛出口过量空气系数 。 提供多少风量？4 . 13 . 1l对链条炉： 最佳过量空气系数应该使燃烧热损失和排烟热损失之和为最小。其值无法从理论上进行准确计算，只能依靠试验研究和实践经验来优选。l 怎么送入？（1）炉排长度方向实行分区配风（2）炉排宽度方向提高配风均匀性（1）炉排长度

15、方向实行分区配风：方法：方法：将炉排下的风室分隔成46个小风室，每个小风室装设有调节风门，可按燃烧的需求分别调节风量。推迟配风法：推迟配风法：根据链条炉燃烧区段性的特点，大幅调小炉子前后端的送风量，同时增大中段风量，使在火床中段形成一个强燃区，消除焦炭还原反应，并降低炉内过量空气系数，提高炉内温度，从而改善炉前着火及炉后燃尽的条件。该法适用于多种煤种。火床下配风方法有三种：尽早配风法、强风后吹法、推迟配风法。尽早配风法：尽早配风法：适用于燃用高挥发分煤。在燃烧前期（指前、后拱间的火床区段）送入大量空气以满足大量挥发分的燃烧。强风后吹法：强风后吹法：适用于低挥发份煤。即给最后12个风室大量送风形

16、成强燃区，使大量焦炭燃尽。 对炉排宽度较大的炉子，应采用双侧相对进风方式。 （2）炉排宽度方向提高配风均匀性： 增大进风口与风仓的截面比； 单侧进风炉子，可设置导风板或采用风室节流挡板； 4、链条炉加煤粉复合燃烧（1）复合燃烧的改造方法（2）复合燃烧的特点（1）复合燃烧的改造方法： 将链条炉排上方修改炉拱，取消喉口；炉排与炉膛上部空间保持不变。 在燃烧室下半部两侧墙或前墙布置煤粉燃烧器（一般为炉排上方1.52m）； 增加一套制粉系统。 煤粉燃烧形成的高温火焰提高了炉膛温度，为链条炉排上的煤层着火提供了丰富的热源，大大改善了链条炉排上新煤的着火条件；同时，稳定燃烧的火床又是煤粉气流着火的可靠热源

17、，可以保证煤粉及时稳定地着火。 复合燃烧方式不仅保留了链条炉负荷适应性好，负荷调节方便的优点，而且还具有煤粉炉煤种适应性好、燃烧效率高的优点。从而使锅炉在负荷多变特别是改烧一般劣质煤情况下均能达到稳定高效燃烧。 当煤质好或负荷小时，可只用炉排燃烧；煤质差或负荷大时，可随时加上煤粉复合燃烧。（2）复合燃烧的特点 江西第三制糖厂江西第三制糖厂甘蔗糖分厂一台SHL20-25-400型双锅筒横置式链条炉排锅炉，燃料改为高灰分II类烟煤，造成燃烧效率低，出力只能维持10t/h左右，严重影响正常生产。1995年由哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心将该链条炉改为双重燃烧锅炉，改造内容包括：案例案例1 在原链条炉排

18、面上方左右两墙各安装一台普华PWI型煤粉燃烧器； 取消原锅炉前后拱凸出部分； 制粉系统采用了风扇磨煤机直吹方式； 增设二次风增压机，对煤粉燃烧器所需的二次风进行增压； 锅炉能燃用高挥发份II类烟煤（低位发热量 17 787kJ/kg）； 锅炉出力可保持20t/h； 锅炉燃烧效率为94.7%； 投资回收期为4个月。 改造效果： 齐齐哈尔啤酒厂齐齐哈尔啤酒厂动力车间锅炉房内原有一台10t/h和两台6.5t/h链条锅炉，三台锅炉总出力仅有12t/h，热效率为50%65%，其中型号为SHL10-13-A的10t/h锅炉的出力仅为6t/h，热效率为65%，运行状态差，已不能满足生产的要求。因此，该厂采用

19、复合燃烧技术对10t/h链条锅炉进行了改造。案例案例2 增设一套1t/h风扇磨煤机直吹式制粉系统，煤粉采用炉烟干燥；锅炉本体炉墙设煤粉燃烧器、抽烟口及防爆门，炉膛增设辐射受热面；给水系统改造；更换引风机，基础重新捣制；电气系统改造；煤斗增设振动器。改造情况如下： 改造前平均每吨蒸汽的煤耗量为200 kg，改造后平均每吨蒸汽的煤耗量降低到184 kg，每吨蒸汽的煤耗量降低了8%； 出力提高了一倍多，达1314 t/h，热效率提高了10%，达75%； 年节煤量和节电量分别为1758 t和15万kWh，年综合效益为39.1万元； 该项目改造总投资为45.2万元。投资回收期为1.2年。改造效果：5、气

20、煤混烧“气、煤混烧”技术就是在炉膛适当部位喷入燃气助燃燃煤。适应负荷快速变化和煤质变化等。 该项技术可以在有供气源的地方用于燃煤工业锅炉的改造。在美国的老龄锅炉改造中应用最多，我国也有改造实例。该项技术具有下列优点：暖炉、点火干净快捷；锅炉负荷调节范围扩大，避免降负荷损失；由于燃尽率提高和过量空气减少，锅炉效率可提高5%10% ；六、传热系统节能1、合理配置尾部受热面，回收烟气余热2、吹灰、清渣1、合理配置尾部受热面，回收烟气余热，降低排烟温度（1）省煤器（2）空气预热器（3）采用冷凝式余热回收锅炉技术 省煤器在降低锅炉排烟温度的同时，预热给水，提高进入锅筒的水温，减小锅筒壁面所受的温差热应力

21、，延长锅筒的使用寿命。（1）省煤器（省油器/省气器） 省煤器的传热温差大，而且可采用鳍片式铸铁管或小直径钢管，所以传热效果好，降低相同的排烟温度时，传热面积仅需蒸发受热面的一半且单位受热面价格低廉，对于本身没有安装省煤器的空间的锅壳式锅炉，可以加装烟道并安装紧凑式省煤器。但需要校核送风机的压头是否够用。 可将热管热管技术用于工业锅炉的烟气余热回收，把气液热管换热器安装在锅炉烟道内，利用烟气余热加热锅炉给水。 某热水锅炉使用这种气液热管换热器后，烟气温度由原来的230下降到170，给水温度由10上升到60，热量回收率达26%，锅炉热效率提高3.1%，节能效果显著。气液热管换热器原理图气液热管换热

22、器原理图 空气预热器能提高入炉空气的温度，改善燃料的着火和燃烧，提高燃烧效率，同时降低排烟温度。特别是当锅炉给水采用热力除氧，或锅炉房回水多时，省煤器进水温度高，省煤器出口烟温就高，此时，通过空气预热器进一步降低排烟温度，节能的意义更大。（2）空气预热器 工业锅炉用空气预热器一般为立置管式及卧置管式，管式空气预热器都是由许多平行的薄壁钢管构成，管束错列，优点是结构简单、制造方便、漏风较小、传热效果好。缺点是体积大、耗钢量大。为了防止低温腐蚀，应保证管壁温度高于烟气的酸露点。 在工业燃煤锅炉设计制造时，为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰，排烟温度一般不低于180，最高可达250，造成大量热能浪费。

23、热管空气预热器 烟气和空气被隔板隔开，烟气侧管子即使被腐蚀也不会立即增大漏风，故可选择较低的排烟温度，适用于低温余热回收和经常在低负荷运行或频繁启停的锅炉。 烟气侧和空气侧都可采用翅片管，以加强气流与管壁之间的换热效果，因此传热能力强，结构紧凑。传统工业锅炉中，排烟温度一般在150以上，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。而冷凝式余热回收锅炉把排烟温度降低到5070，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，提升了热效率；冷凝水还可以回收利用。 （3）采用冷凝式余热回收锅炉技术 排烟温度的降低使锅炉尾部受热面中烟气与工质的传热温压减小，传热面积增大。 该项技术目前主要用于天然气锅炉，因为天然气含氢元素的比例比较大，燃烧产生烟气中的水蒸汽的含量大，其汽化潜热占天然气低位发热量的10%左右。锅炉效率可以提高15%左右。有的天然气几乎不含硫化氢，因此可以用抗氧腐蚀的不锈钢材料来制作高效换热器。 主要有两方面的问题： 烟气中的硫酸、亚硫酸和氧气凝结会引起受热面的严重腐蚀。2、吹