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1、 某市某锅炉房供暖锅炉系统能效评价报告优秀文档(可以直接使用,可编辑 优秀文档,欢迎下载) 辽宁省沈阳市兴盛锅炉房供暖锅炉系统能效评价报告辽宁省安全科学研究院2008 年 4 月 10 日 评价人:外聘专家 尹洪超 博士生导师刘光安 高级工程师省安科院 于在海 教授级高级工程师李云飞 教授级高级工程师常文彦 高级工程师靳 兵 工程师报告编写:李云飞 常文彦 靳 兵报告 于在海评价机构负责人:王 俊签发日期:2008年4月10日单位地址:沈阳市和平区三好街67号电 话:024-邮 编:110004说 明一、评价目的供暖锅炉系统能效评价是依据国家有关的节能法规标准,对企业能源利用过程进行测试、观察

2、和分析评价,对锅炉系统进行全面诊断,查找和评估锅炉系统节能潜力,有针对性的提出切实可行的节能规划和改造方案,为锅炉节能改造提供技术依据。二、评价依据依据国家标准如下:GB/T 17166-1997GB/T 15316-1994企业能源审计技术通则节能监测技术通则 GB/T 17954-2000工业锅炉经济运行GB/T 10180-2003GB/T 13234-1991工业锅炉热能试验规程企业节能量计算方法GB/T 15587-1995GB/T 17167-1997GB/T 16614-1996GB/T 16616-1996GB/T 2588-1981GB/T 2589-1990GB/T 642

3、2-1986GB/T 3486-1993GB/T 3485-1998GB/T 7119-1993工业企业能源管理导则企业能源计量器具配备与管理导则企业能量平衡统计方法企业能源网络图绘制方法设备热效率计算通则综合能耗计算通则企业能耗计量与测试导则评价企业合理用热技术导则评价企业合理用电技术导则评价企业合理用水技术导则JB/T 10094-2002三、评价方法:工业锅炉通用技术条件1、审查在用锅炉设计资料、运行记录、检修维护记录,了解现状。2、进行初步的锅炉热平衡试验,确定各项热损失。3、对在用锅炉进行热力(校核)计算。4、锅炉本体和辅机进行检查,查找影响锅炉经济运行的设备缺陷。5、典型能效试验,

4、查找问题原因,寻求最佳锅炉运行方式。四、制订锅炉节能措施及设备改造方案1、编制锅炉改造、修理方案。2、确定锅炉最佳运行及燃烧调整方式。五、节能改造经济性分析 目 录第一章 概 况 . 191.1 使用单位基本情况. 191.2 主要设备技术参数. 191.3 锅炉系统能耗状况. 20第二章 锅炉系统能效评价. 202.1 能效测试结果 . 202.2 锅炉系统能效评价结果. 222.3 问题分析 . 25第三章 整改方案. 283.1 改进运行管理 . 283.2 局部改造维修 . 293.3 锅炉本体改造 . 30第四章 节能改造经济性分析 . 304.1 经济效益分析 . 304.2 社会

5、效益分析 . 32 第一章 概 况1.1 使用单位基本情况辽宁省沈阳市兴盛锅炉房 (以下简称兴盛锅炉房 )为区域性供热锅炉房,承担 27.28 万 m ;24 号锅炉由无锡锅炉厂生产,型号均为2SHL600-1.0/115/70-A。1.2 主要设备技术参数锅炉表 1-1 锅炉主要技术参数项目型号单位24 号SHL600-1.0/115/70-AMW10.51.071.078额定出水温度额定回水温度使用原料70类烟煤类烟煤循环水泵表 1-3 风机主要技术参数引风机项目24 号Y5-47-1125411 号G4-75-11206924 号G4-75-112069型号压力流量Nm3/h32500Y

6、180-M18.532500Y180-M18.532500Y180-M18.5型号功率转速配套电机r/min1480182014501450 风机表 1-2 循环水泵主要技术参数型号扬程32m流量效率83%型号转速300-32850m3/hY315S-4110kw1470r/min1.3 锅炉系统能耗状况近 4 年来,兴盛锅炉房每年耗煤量在 9000t 左右,但仍然不能满足供暖要求,每年耗电量为 90 万 kWh,供暖期耗水量为每日 300t,兴盛锅炉房在年单位供暖面积的煤耗、电耗和水耗上与锅炉运行能效较高、管理较好的锅炉房能耗统计数据相比都较高,供暖单耗数据对比如图 1-1 所示。耗2.80

7、0.50电耗(kW/m2年)水耗(t/万m2天)煤耗(kg/m2年)图 1-1 供暖单耗数据对比备注:兴盛锅炉房的单位煤耗数据是在供暖不足情况下取得的,对比数据中每年单位面积的电耗为 2.8 kW/m2,每天单位面积的水耗为 0.5 t/万 m2,年单位供暖面积的煤耗约为 30 kg/m2,燃用煤种为类烟煤,以上所有数据来自于沈阳市供暖行业统计数据。第二章 锅炉系统能效评价2.1 能效测试结果根据工业锅炉能效性能试验规程,对兴盛锅炉房的锅炉进行了能效测试,能效测试结果如下: #锅炉测试结果1 ,正反平效率计算如下:#表 2-1 锅炉正平衡效率序号名称符 号G单 位kg/h数据来源实验数据实验数

8、据实验数据计算数据实验数据计算数据计算数据数据1234567185000.0024.0041.80MW3.82Bkg/hkj/kg1750.0016461.2648.01输入热量Qr正平衡效率表 2-2 锅炉反平衡效率称 符 号序号名数 据9.481234567排烟热损失气体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失散热损失q2q3q4q5q6q0.0639.431.501.7352.2047.80反平衡效率2通过对正、反平衡的计算得出锅炉的平均热效率为 47.9%。#锅炉测试结果2 锅炉型号 SHL600-1.0/115/70-A,正反平效率计算如下:#表 2-3 锅炉正平衡效率序号名称数据来源实

9、验数据实验数据实验数据数据123热水锅炉循环水量热水锅炉进水温度热水锅炉出水温度145000.0025.50tjstcs37.50 4567MWkg/hkj/kg计算数据实验数据计算数据计算数据2.03900.0016431.7949.04Qr正平衡效率表 2-4 锅炉反平衡效率序号名称单 位1234567排烟热损失气体未完全燃烧热损失固体未完全燃烧热损失散热损失q3q4q5灰渣物理热损失热损失之和q61.7651.4648.54q反平衡效率2通过对正、反平衡的计算得出锅炉的平均热效率为 48.79%。3#、4#锅炉型号与 2#相同,设备情况相似,热效率基本相同。详细能效测试数据见能效测试报告

10、。2.2 锅炉系统能效评价结果的热水锅炉进行热效率评定。结果如下:表 2-5 锅炉系统能效评价表检查内容燃用煤种与炉型相适应不同煤种合理混配燃煤在入炉前的水份燃煤粒度大小标准得分0.811.541.531.530.520.520.520.1112345678A1a1b1c1a设计效率与标准对比设计排烟温度与标准对比选用炉排型式22b2c2A炉拱拱形12 910111213141516171819202122232425260.810.810.80.760.41.10.90.60.60.90.70.60.60.41.20.80.70.110.51.50.51.50.31炉墙漏风炉墙保温0.50.

11、80.51.20.60.80.50.70.30.60.20.40.11.50.11本体完好状况炉拱a鼓风机运转状况鼓风机变频调节33b0.51表 2-6 锅炉系统能效评价续表检查内容序号符号实际得分1.2272829303132333435cdefghijk0.11.50.51.50.11333333333循环水泵运转状况循环水泵变频调节补水泵运转状况0.30.50.30.50.11炉排减速机运转状况炉排减速机调节方式除渣机运转状态10.30.50.30.50.50.5 363738394041424344454647484950515253AabABcdeCfabcdAAab给煤装置运转状况

12、流量表344444444455555666炉膛负压表氧量表煤量表压力表水温表仪表的检修维护能力炉渣含碳量能够定期化验锅炉负荷运行状况炉膛火焰燃烧状态火床各燃烧区段分布情况炉膛压力0.520.330.530.610.510.540.531司炉工组织燃烧调整的能力热效率机械不完全燃烧热损失0.5表 2-7 锅炉系统能效评价续表实际得分0.50.51.21cdeBCDabAc化学不完全燃烧热损失666666777755灰渣物理性热损失散热损失5657排烟温度58过剩空气系数596061水处理装置运行情况锅炉水质和国家标准比较定期排污执行情况620.210.51.50.21.5763 64656667

13、68697071连续排污运行情况0.51.50.12锅炉能否定期组织大中小修运行人员能否执行检查制度节能管理制度和操作规程煤水电能否进行统计0.51运 行管 理情 况0.810.81.511.5运行记录填写情况企业配有专职技术人员情况组织司炉工专业培训情况0.51.50.51.51备注:评价结果根据得分 QA(节能锅炉系统)Q80;B(达标锅炉系统)60Q80;C(耗能锅炉系统)Q60。根据对兴盛锅炉房进行锅炉系统能效评价,兴盛锅炉房的评价得分为 42 分,根据评价分级标准该锅炉房为耗能锅炉房。2.3 问题分析锅炉主机问题分析1、炉排漏煤量偏大。2、锅炉部分风室间不能密封,各风室互相串风,风量

14、挡板可调节性能差,有的几乎无法调节。因此,很难根据火床上的各燃烧区段进行合理布风,往往是风门敞开,任其自然。炉排与侧墙间漏风严重,一定程度上影响炉内正常燃烧。另外,锅炉后部灰坑和炉墙都有漏风现象,实测锅炉过剩空气系数 为 3.1,漏风是其主要原因。py3、锅炉的本体保温不好,炉墙局部温度达 80,热损失达到 5左右。4、尾部受热面积灰较为严重。目前锅炉没有吹灰装置,也没有采取其它有效清灰措施,造成传热情况恶化,排烟温度高。5、目前在用锅炉配置的仪表不全,尤其缺少显示锅炉经济运行参数的仪表。由于锅炉没有装设流量表、氧量表、煤量表、温度表、风压表等测量仪表,又缺少必要的化验手段,所以不能测定流量、

15、燃煤 量、过剩空气系数、炉渣含碳量、排烟温度等经济运行参数。因此,运行人员在调整时,往往由于缺少数据,不能对锅炉的运行状况随时做出准确在判断,无法在锅炉的燃烧及运行工况变化时,实行相应的运行调整,使锅炉处于最佳工况运行。6、自动控制水平低,不能实现燃烧和负荷调整的自动控制。锅炉的燃烧和运行调整变得难于操作和掌握,无法使锅炉运行处于持续稳定状态和较快的适应工况的变动。运行人员劳动强度大。7、分层给煤装置实际运行效果不理想,沿炉排横向煤层厚度分布极不均匀,煤层薄厚相差 50mm 左右,破坏了火床的正常燃烧状态,致使过量空气系数和炉渣含碳量偏大。锅炉辅机存在问题分析1、辅机运行效率低,鼓、引风机和给

16、水泵、循环水泵长期在较低效率下运行。泵与风机不能随运行工况变速调节,而是靠挡板、阀门的节流来调节流量或压力,这样势必使设备处于高消耗、低输出的运行状态,使锅炉的自身耗能比例增加。2、水泵平均效率不足 50%,风机效率不足 60,能耗较大。3、水处理设备已停用多年,目前无处理措施。燃料供应存在问题分析1、煤种与煤型不适用。应该燃用类烟煤,却燃用低位发热值仅16461.26 kjkg 的煤,且灰份大,造成炉内燃烧状况不稳定,煤在炉内很难燃尽,锅炉出力仅能达到额定出力的 50%。2、煤中含水较少,不利于煤的合理燃烧。3、进煤品种多样,混煤配比不均匀,造成煤质不稳定。 锅炉房运行管理问题1、运行人员操

17、作技术水平低。大部分工业锅炉运行人员没有经过全面系统的技术学习和培训,缺乏对锅炉基础知识的了解。运行人员不具备观察火床、火焰燃烧状态,查看煤质、烟色,判断燃烧产物,过剩空气系数大小等知识和技能,尤其对组织燃烧调整、选择合理运行方式等规律性的知识更不了解。2、送风量过大,造成炉膛温度低,排烟热损失增大。3、炉内负压偏大,炉膛及烟道各处漏风。4、锅炉运行人员不能合理的控制负荷率、给煤率、给风率,锅炉难于取得在较佳经济参数下的运行工况,这样就会因运行人员采用不合理的运行方式,而大大限制设备水平的充分发挥。5、水质达不到标准要求。由于水质不好,锅炉的结垢比较严重,水垢厚度达 5mm,已造成水冷壁爆管,

18、既影响锅炉受热面传热,又危及锅炉的安全运行。锅炉能耗损失对比经过对锅炉房存在问题分析,锅炉主机、辅机、燃料、锅炉运行管理都可以影响锅炉能效。对锅炉能耗各项损失进行对比,查找影响锅炉能效效因素,从而确定锅炉系统能耗的主要环节。锅炉能耗损失可以通过对整个锅炉系统的能耗调研及测试得出 (锅炉热效率通过能效测试计算得出)。经过绘制各部分能耗的巴列特图可以确定节能的主要因素,如图 2-1 所示。 图 2-1 各部分能耗损失图注:图中 q2q6 分别为排烟热损失、气体未完全燃烧热损失、固体未完全燃烧热损失、散热损失、灰渣物理热损失(各损失比例为平均数据)。从图中可以看出,固体未完全燃烧热损失、排烟热损失和

19、因为电耗过多的损失占了整个锅炉系统能耗损失的 93.93%,因此应主要对这三项损失采取相应措施降低锅炉系统的能耗损失。但是必须注意的兴盛锅炉房的水耗较为严重,应该采取相应的节水的对策控制锅炉的失水率降低水耗。第三章 整改方案针对锅炉系统存在的问题,停炉后应对锅炉本体及锅炉辅机进行全面检修和局部改造,以提高工业锅炉系统的热效率。3.1 改进运行管理加强培训,提高意识及技术水平1、制定相应经济运行操作规程和管理制度。2、加强管理培训,努力提高司炉人员专业知识和水平。尤其是对本锅炉房的炉型具体操作技能的培训。3、有条件的情况下,应定期化验炉渣的含碳量。4、应根据锅炉负荷和煤种确定最佳运行工况,用以指

20、导司炉工的 燃烧和运行调整。强化进煤管理加强进煤管理,保证进煤质量和数量,进煤要计量,要有煤质化验单,煤的发热值、挥发份、灰分、粒度等要满足锅炉用煤的要求。给煤加水,进炉的煤要保持合理的水分,质量不同的煤种混烧时,进炉前应预先混合均匀,保持煤质的稳定性。3.2 局部改造维修1、部分锅炉的分层给煤装置分层给煤的效果较差,没有明显的分层效果,沿炉排横向煤层厚度不一致,有的甚至相差50mm 或更多。若来煤粒度的分布中末煤所占比重较大,分层给煤装置将难以发挥作用。如燃用此类煤种,分层给煤装置应改为煤闸板进煤装置。2、锅炉本体存在着如炉门、炉墙漏风、风室调节性能差,风室放灰板拉不动,烟管封堵多根,炉墙保

21、温性能差等缺陷。锅炉本体需解体全面检查,根据检查的结果制定修理方案。提高炉墙和除渣系统的密封性;降低过量空气系数减少排烟热损失;清除受热面积灰和水垢。锅炉经全面修理后可恢复其设备的完好状态。3、在锅炉本体、辅机和输配系统上应配置进出口水温表、流量表、排烟温度表、炉膛压力表、氧量表等测量仪表,用以监视和调整锅炉的燃烧及运行情况。以指示司炉工的运行调整,使锅炉系统处于最佳运行状态。4、提高锅炉的自动控制可以最大限度的降低由于人为因素造成的锅炉效率的降低。5、投入水处理设备,保持锅炉水质符合标准要求,防止受热面结构和氧腐蚀。6、鼓引风机、循环水泵采用变频节能控制方式。 3.3 锅炉本体改造对锅炉受热

22、面对流管束进行更换;对锅炉水冷壁管进行更换;炉拱按煤种重新浇注。第四章 节能改造经济性分析4.1 经济效益分析节煤潜力的计算1、兴盛锅炉房目前配有 4 台热水供热锅炉,1 号锅炉额定功率为10.5MW;24 号锅炉锅炉额定功率为 7MW,锅炉的设计效率均为 80%左右。目前兴盛锅炉房的供暖面积为 27.28 万 m ,每年耗煤 9000 t,2但供热效果较差,有的供暖区域未能达到沈阳市供暖标准。2、节煤潜力计算根据沈阳市供暖行业统计数据表明:管理较为完善,运行效率较高的供暖公司达到供暖要求的年供暖单位煤耗为 30 kg/m ,则兴盛锅2炉房合理满足供暖 27.28 万 m 的耗煤量2B =30

23、27.28100001000=8184 th以目前锅炉运行热效率要满足供暖要求所需的耗煤量B= B 0.80.5=13094.4 t(兴盛锅炉房的锅炉效率以 50%计算,hl运行较好的供热公司较高效率以 80%计算)。节煤潜力的计算 B = B B =4910.4 the整改方案的效益分析l1、对管理整改的效益通过运行环节的整改,锅炉的热效率可以由原来的 50% 增加为58%,通过计算得:每年满足供暖要求的实际供热量 Q=134718.95 (10 kj);6燃料相当发热量 Q =16461.26 kj/kg;热效率为 =50%时的燃料dw 1 消耗量B =Q/( Q )t=13036.80

24、t;1ldw热效率为2=58%时的燃料消耗量B =Q/( Q )t=11238.62 t;dw22燃料消耗量之差=B B =1798.18 t;21年节约原料费用=1798.18400=71.93 万元,经济效益可观。2、局部整改的效益经过局部改造,锅炉的热效率可以进一步提高到 65%,通过计算得:燃料消耗量之差=B B =1210.31 t;23年节约原料费用=1210.31400=48.41 万元。3、工业锅炉系统整改的效益经过整体改造,锅炉的热效率可以达到 75%,通过计算得:燃料消耗量之差=B B =1337.11 t;34年节约原料费用=1337.11400=53.48 万元。整改效

25、益(万元)管理整改效益局部改造效益系统改造效益节水效益71.92节电效益图 4-1 各部分整改效益对比图各部分整改的效益如图 4-1 所示,从图中可以看出对管理的整改带来的效益是最大的,说明锅炉系统的运行效率低有很大程度上是由于人为的原因造成的,这很大程度上反映了工业锅炉系统耗能高、效率低的现状,因此针对这种情况,必须加大有针对性的培训和监管的 力度,使相关责任人无论从个人意识还是技术水平上都有较大的提升,从而提高工业锅炉系统的能效。其中图中由于系统的整改带来节水节电的效益单独列出。通过这些对工业锅炉系统的整改之后,电费降低 20%左右,可以节约费用 90000020%0.8=14.40 万元

26、,由于系统的整改使工业锅炉系统的漏水得以解决,耗水量可以降低 20%左右,可以节约水费 30020%1502.7=2.43 万元,此两项共可以节约 16.83 万元。兴盛锅炉房每年可以节约 190.65 万元。效益十分可观。整个整改的投入产出比如表 4-1 所示。表 4-1 投入产出明细表项目投资费用(万元) 运行效益(万元) 投入产出比 投资回收期16326871.9248.4170.31450%151%103%系统改造1 年整改后的供暖能力评价通过对工业锅炉系统的管理整改、局部整改和系统整改后,整个工业锅炉系统的效率得到了明显逐步的提升,工业锅炉系统的能效可以提高到 75%左右,由于锅炉效

27、率的提高使锅炉房内的锅炉容量有所闲置,按照目前沈阳市锅炉行业的统计数据显示,兴盛锅炉房内的 4台锅炉可以完全满足为 33.75 万 m 的辖区提供优质供暖,在满足合格2供暖的前提下比原来多提供供暖的面积为 6.47 万 m 。按照每平方米供2暖收费 22 元计算,每年可实现供暖创收 142.34 万元。4.2 社会效益分析经过改造的锅炉热效率明显提高,不仅可以产生可观的经济效益,还能带来极大的社会效益,改造后的锅炉的耗水量明显降低,节约了大量的水资源。改造后锅炉排放一氧化氮和烟尘排放量将大大降低,如图4-2所示。 100 91100100 9510030二氧化硫一氧化氮一氧化碳烟尘整改前 整改

28、后图 4-2 各部分整改效益对比图通过对沈阳市兴盛锅炉房锅炉系统能效评价,查找出了能耗原因,制定了可操作性的改造方案,并进行经济性论证,该项目的实施,将带来可观的经济效益、环境效益,为工业锅炉节能改造,探索出有效的管理模式。 附件 3:工业锅炉系统能耗状况摸底调查表(热水锅炉)一、锅炉房基本情况锅炉房名称年 月 日锅炉房额定出力总计MW吨 年耗电量 锅炉台数度 年耗水量台吨年耗煤量二、煤质煤的收到基低位发热量固定碳 % 挥发分% 灰分%水分%三、锅炉基本情况制造厂家设计热效率 % 设计排烟温度 登记号制造日期四、锅炉设备完好状况(完好 a、局部损坏 b、严重损坏 c)烟风道除渣机循环泵分层给煤

29、装置省煤器引风机空气预热器送风机五、配套辅机是否变频调节(是)鼓风机引风机循环水泵炉排减速机六、热工仪表是否正常投入(正常 a、不准确 b、未投入 c、未安装 d)水流量表煤量表进水温度表炉膛负压表出水温度表排烟温度表炉膛温度表 七、锅炉运行工况(12 月份运行数据)%排烟温度氧量%炉渣含碳量八、锅炉受热面的清洁状况空气预热器(mm)积灰结垢积灰吹灰器型式是否投入使用九、水处理设备运行状况水处理方式除氧方式设备是否投入运行PH 值给水硬度mmol/L十、司炉工和管理人员专业素质从事锅炉运行工作年限年 参加过何种锅炉专业培训技术负责人学历所学专业十一、锅炉运行管理情况(有)节能规章制度运行操作规

30、程运行记录十二、企业对节能的关注程度企业在 08 年是否有对锅炉节能方面进行整改的意愿十三、企业对锅炉节能在哪些方面有整改措施(有)改进燃烧调整方法企业是否有进行锅炉系统节能诊断的要求 附件 4:工业锅炉系统能耗状况摸底调查表(蒸汽锅炉)一、锅炉房基本情况年 月 日地 址燃煤量吨/时耗电量Kwh 耗水量吨 /时二、煤质煤的收到基低位发热量kJ/kg 或(千卡 /公 煤种斤)固定碳% 挥发分% 灰分%水分%三、锅炉基本情况制造厂家设计热效率 % 设计排烟温度 登记号制造日期四、锅炉设备完好状况(完好 a、局部损坏 b、严重损坏 c)烟风道除渣机循环泵分层给煤装置空气预热器受热面送风机省煤器引风机

31、五、配套辅机是否变频调节(是)鼓风机引风机循环水泵炉排减速机六、热工仪表是否正常投入(正常 a、不准确 b、未投入 c、未安装 d)蒸汽流量表压力表给水温度表排烟温度表 炉膛温度表炉膛负压表氧量表煤量表七、锅炉运行工况蒸汽压力氧量 给水温度% 炉渣含碳量%排烟温度八、锅炉受热面的清洁状况空气预热器(mm)积灰结垢积灰吹灰器型式是否投入使用九、水处理设备运行状况是否投入运行锅水碱度mmol/L 给水硬度mmol/L十、司炉工和管理人员专业素质从事锅炉运行工作年限年 参加过何种锅炉专业培训企业有无锅炉运行专职技术人员十一、锅炉运行管理情况(有)节能规章制度运行操作规程运行记录十二、企业对节能的关注

32、程度企业在 08 年是否有对锅炉节能方面进行整改的意愿十三、企业对锅炉节能在哪些方面有整改措施(有)改进燃烧调整方法进行设备改造进行设备更新 企业是否有进行锅炉系统节能诊断的要求附件 5:工业锅炉系统能效状况调查表填写说明一、锅炉房基本情况此栏目可反映锅炉房整个供暖系统一个年度或一个采暖期的能效情况,也可大致判断单位供暖面积的耗能水平。1.1 锅炉房额定出力总计:将单台锅炉的额定出力相加得出总计。1.2 供暖面积:本锅炉房的实际供暖面积。1.3 锅炉台数:本锅炉房的实际运行台数。1.4 年耗煤量、年耗电量、年耗水量(热水锅炉):一个年度或一个供暖期的煤、电、水总用量。1.5 燃煤量、耗电量、耗

33、水量(蒸汽锅炉):单台锅炉每小时煤、电、水用量。二、煤质此栏目考查煤的工业分析特性和煤种特点,可用于判断煤种与炉型的适用性。2.1 煤的收到基低位发热量:也称为煤的应用基低位发热量,是扣除煤中水的汽化潜热后的发热量。2.2 煤种:按煤的品种(加工方法和质量规格)填写。如混煤、抚顺原煤、阜新洗粒。2.3 固定碳、挥发份、水分、灰分:指煤的工业分析法测定的结果。三、锅炉基本情况此栏目考查锅炉设计效率是否达到相应的国家标准。3.1 设计热效率及设计排烟温度:锅炉厂设计文件给出的参数。 四、锅炉设备完好状况此栏目通过检验锅炉设备的损坏程度,判明锅炉耗能在设备方面存在哪些问题。4.1 设备状况完好:是指

34、设备运转状况正常,无需检修。4.2 严重损坏:是指设备无法正常运行,需解体大修。4.3 局部损坏:是指介于完好与严重损坏之间的设备状况,一般日常维护即可修复。4.4 锅炉设备需解体大修的情况。炉排:风室严重串风,调风板无法调节,炉排侧密封失效,炉排片更换 10%以上,更换链轮、横梁、链条、大轴、滚筒、老鹰铁、护铁等。炉拱:炉拱塌落或严重开裂、疏松。炉墙:严重开裂、变形、烧损或塌落,漏风严重,炉门损坏。分层给煤装置:落煤煤层厚度差超过 20mm 以上。受热面(含辐射受热面及对流受热面):更换受热管。省煤器:更换受热管。空气预热器:更换受热管。烟风道:严重开裂、变形、塌落、漏风严重。除渣机:落灰斗

35、破损,漏风,除渣机壳体、转子、刮板损坏。送风机:壳体破损,叶轮、轴和轴承损坏。引风机:壳体破损,叶轮严重磨损、腐蚀、变形,轴及轴瓦损坏。循环泵:壳体、叶轮、密封、轴及轴承损坏。五、配套辅机是否变频调节此栏目考查辅机配套是否采用了节能方式。5.1 配置变频调节的辅机在表格内画。六、热工仪表是否正常投入 此栏目考查热工仪表的配置及投入使用状况,判明锅炉燃烧及运行参数是否有效的监测手段。6.1 仪表状况按正常、不准确、未投入、未安装选其中一项,填入相应的英文字母。七、锅炉运行工况此栏目通过有代表性的锅炉运行参数,显示锅炉主要经济指标的大小,也可分析锅炉热损失表现在哪些方面。7.1 选择锅炉 12 月

36、份的运行数据,平均值或有代表性的数据填入表格中。八、锅炉受热面的清洁情况此栏目通过实测锅炉受热面的积灰结垢厚度及吹灰器的使用反映锅炉热损失在传热方面的影响。8.1 将锅炉受热面的积灰结垢情况,经实测后将结果分别填入表格中。8.2 吹灰器型式:指空气吹灰、蒸汽吹灰或脉冲吹灰等。在是否投入使用栏中,写明投入或未投入。九、水处理设备运行情况此栏目考查水处理设备的投入状况及水质指标。9.1 水处理方式:指投药、磁化、离子交换等。9.2 除氧方式:热力除氧,钢屑除氧,药剂除氧等。9.3 在设备是否投入运行栏中,写明投入或未投入。十、司炉工和管理人员专业素质此栏目主要考查司炉工在锅炉运行方面的操作能力及管

37、理人员在锅炉运行方面的专业水平。10.1 司炉证级别:指锅炉司炉人员考核管理规定中的级别。10.2 文化程度:指小学、初中、高中、大专等。 10.3 从事锅炉运行工作年限:指实际参与锅炉运行工作的经历。10.4 参加过何种锅炉专业培训:主要是指在燃烧调整及运行调整方面是否受过专门培训。10.5 企业有无锅炉运行专职技术人员:应在锅炉专业方面具有一定的理论知识和燃烧、运行调整方面的实践经验。十一、锅炉运行管理情况此栏目考查锅炉房在运行管理方面的完善程度。11.1 节能规章制度:指购煤质量管理、煤的保管及混配等方面的制度,锅炉本体、辅机、热工仪表的日常检查及维护保养、定期修理方面的制度,司炉工培训

38、制度等。11.2 运行操作规程:指针对本锅炉房炉型和燃煤特性而制订的燃烧调整及运行规程。11.3 运行记录:蒸汽流量、蒸汽压力、给水流量、排烟温度、氧量、进出口水温、循环水量、炉膛负压、燃煤量等记录。114 如有上述栏目中项目,在相应表格中画。十二、企业对节能的关注程度此栏目用于了解企业在锅炉节能方面的态度。121 企业如在 08 年有对锅炉节能方面进行整改的意愿,在表格中填写有。十三、企业对锅炉节能在哪些方面有整改措施此栏目考查企业锅炉节能的整改措施是否付诸实施。131 企业在锅炉节能哪些方面有整改措施,在相应表格中画。 附件 6:工业锅炉司炉工节能知识培训大纲一、工业锅炉节能现状1、工业锅

39、炉节能的意义2、工业锅炉节能相关标准3、我国工业锅炉节能监管二、锅炉房各项能耗损失排烟热损失1、造成排烟热损失的原因2、解决排烟热损失的办法可燃气体未燃尽造成的热损失1、可燃气体未燃尽的原因2、解决可燃气体未燃尽办法灰、渣中的碳未燃尽造成的热损失(只针对层燃炉)1、灰、渣中的碳未燃尽原因2、解决灰、渣中的碳未燃尽办法散热损失1、造成炉墙、本体、烟风道散热损失的原因2、解决炉墙、本体、烟风道散热损失的办法灰渣物理热损失1、灰渣物理热损失的原因 2、解决灰渣热损失的办法锅炉房电耗1、锅炉房用电2、如何实现锅炉运行节电锅炉房水耗1、锅炉房用水2、如保实现锅炉房节水三、工业监测仪表与自动控制调节1、监

40、测仪表种类及作用2、自动控制调节种类及作用四、工业锅炉燃烧调整如何选用合适的煤种1、燃料的成分和性质2、煤的种类3、煤的保管完全燃烧必须具备的条件1、燃烧的物理化学因素2、煤的燃烧机理3、燃料完全燃烧的条件4、典型燃烧方式层燃炉的燃烧调整1、层燃燃烧的机理 层状燃烧方式的基本特点层燃方式的燃烧过程2、链条炉的燃烧调整链条炉的燃烧过程链条炉的送风特性链条炉对煤种的适用性链条炉的炉拱和二次风链条炉的燃烧调整3、其它炉型五、水质处理1、水处理的重要性2、锅炉水质标准及检验方法3、水处理选用 附件 7:辽宁省工业锅炉热效率加权计算表D4 或D2.816243.5816610.777623.3278.2

41、78.2557.658.7648.5总体加权平均实际热效率备注:以 362 台辽宁省在用工业锅炉实测热效率和估算热效率采集到的数据进行 附件 8:9 个工业锅炉改造示范工程能效评价情况汇总( 水、电、煤)1.5t/万 m2.天;3.12kW/m2.年;31.5kg/m2.年SHL29-1.0/150/90-ADZL14-0.7/95/70-ADZL14-1.0/115/70-A1.8t/万 m2.天;3.25kW/m2.年;31.7kg/m2.年 ( 水、电、煤)0.55t/万 m2.天;2.84kW/m2.年;30.1kg/m2.年QXL58-1.25/130/70-AII备注:A:锅炉实测

42、热效率90%设计效率;B:80%设计效率锅炉实测热效率90%设计效率;C: 工业锅炉设备课程基本要求1.熟悉工业锅炉的定义、工作原理2.熟悉锅炉分类原则3.掌握锅炉型号含义4.掌握工业锅炉的组成与结构5.了解工业锅炉辅助设备6.了解工业锅炉的燃烧设备相关标准:工业锅炉技术条件NB/T 47034-2021工业锅炉产品型号编制方法JB/T 1626-2002主要内容1.工业锅炉定义及工作原理2.锅炉传热与水循环基础3.工业锅炉分类4.工业锅炉型号及参数系列5.工业锅炉基本组成及主要受压部件6.典型工业锅炉结构简介7.工业锅炉燃烧设备8.工业锅炉辅助设备第一章工业锅炉定义及工作原理第 01 讲 工

43、业锅炉定义及工作原理1. 工业锅炉定义及工作原理锅炉是一种动力设备。“锅炉”二字非常形象而又科学、准确地说明了这种设备。锅炉一般是以水为介质,尽管现代工业锅炉也有采用导热油等有机液体作为锅炉介质(有机热载体锅炉),但是大多数的锅炉,特别是用于发电的大型锅炉,仍然将水作为介质。锅炉为了实现对水加热、汽化、蒸汽过热的过程,必须具有能从燃料获得足够热量的设备,即“炉子”,以及盛装水及蒸汽的耐压容器,并具有能吸收足够热量的受热面,这就是“锅”。 这里所指的“足够热量”,取决于需要产生蒸汽(水)的量,以及蒸汽(水)的压力和温度。如果要给锅炉作一个科学的描述,那么应该表述为:锅炉是这样一种换热设备,它通过

44、燃料的燃烧,使燃料中的化学能转化为热能,并将此热能传递给工质(多数情况下为水)从而使工质升温甚至转变成为具有所需要的热力学参数的蒸汽。1 工业锅炉的定义1.1 锅炉定义GB/T2900.482021 电工名词术语 锅炉将锅炉定义为:利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质,以生产规定参数(温度,压力)和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。锅炉是一种能量转换设备。也是一种典型的承压类特种设备(符合一定条件)。为了加强特种设备安全工作,预防特种设备事故,保障人身和财产安全,我国制定一系列法律法规对锅炉进行安全管理。我国根据特种设备安全法、特种设备安全监察条例、特种设备目录界定锅炉是否纳入特种

45、设备实施监管。特种设备安全监察条例对锅炉的定义为:锅炉,是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一定的参数,并对外输出热能的设备,其范围规定为容积大于或者等于 30L 的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于 0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于 0.1MW 的承压热水锅炉;有机热载体锅炉。特种设备安全法规定,“国家对特种设备实行目录管理。特种设备目录由国务院负责特种设备安全监督管理的部门制定,报国务院批准后执行”。“质检总局关于修订特种设备目录的公告(2021 年第 114 号) ”中特种设备目录对锅炉的定义为:锅炉,是指利用各种燃料、电或者其他能源,将所盛装的液体加热到一

46、定的参数,并通过对外输出介质的形式提供热能的设备,其范围规定为设计正常水位容积大于或者等于 30L,且额定蒸汽压力大于或者等于 0.1MPa(表压)的承压蒸汽锅炉;出口水压大于或者等于 0.1MPa(表压),且额定功率大于或者等于 0.1MW 的承压热水锅炉;额定功率大于或者等于 0.1MW 的有机热载体锅炉。特种设备目录中锅炉的类别为:承压蒸汽锅炉;承压热水锅炉;有机热载体锅炉;有机热载体锅炉分为有机热载体气相炉,有机热载体液相炉两个品种。2004 年公布特种设备目录(已废止)包含:锅炉部件;锅炉材料。以及承压蒸汽锅炉又分为电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉三个品种。1.2 工业锅炉定义:工业锅炉

47、的概念是在 20 世纪 30 年代后期,为了区别于大容量电站锅炉才逐渐采用的。通常人们将工业锅炉和生活锅炉合称工业锅炉,我国目前的标准规范中所述工业锅炉一般也包含生活锅炉。 GB/T2900.48-2021 电工名词术语 锅炉中工业锅炉的定义为:生产的蒸汽或热水主要用于工业生产和/或民用的锅炉。GB/T1921-2004 工业蒸汽锅炉参数系列明确其适用于工业用、生活用以水为介质的固定式蒸汽锅炉。1999 版锅炉定期检验规则 (已废止)第十一条中明确,工业锅炉是指以向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水的锅炉,一般是指额定工作压力小于等于 2.5MPa 的锅炉。TSGG7002-2021 锅炉定期检

48、验规则(2021.10.1 实施)对于锅炉检验的要求是按电站锅炉和电站锅炉以外的锅炉来分别要求,没有再明确给出工业锅炉的定义。TSG0001-2021 锅炉安全技术监察规程对锅炉范围做了进一步调整,其适用范围包括固定式承压蒸汽锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉,以及以余(废)热利用为主要目的烟道式和烟道与管壳组合式余(废)热锅炉。这里面涉及的工业锅炉包括:发电(包括热、电联产)锅炉之外的蒸汽锅炉、发电锅炉之外的以余(废)热利用为主要目的烟道式和烟道与管壳组合式余(废)热锅炉、承压热水锅炉、有机热载体锅炉。2 工业锅炉用途、特点2.1 工业锅炉用途a.为石油、化工、纺织、造纸、医药等工业生产提供

49、热能。b.用于采暖、食品加工、卫生消毒等人民生活的诸多方面。c.回收利用工业生产过程的余(废)热。2.2 工业锅炉特点工业锅炉是工业生产中的常用设备,实践证明,它又是一种事故率比较高、事故危害严重的特殊设备,主要表现在:易发事故、破坏力强、危害性大。特点:a.爆炸危害性:锅炉一般都是承受压力载荷的承压设备,超压、安全附件失灵、受压元件缺陷等等都有可能出现爆炸事故,造成财产损失和人身伤害;b.易于损坏性:锅炉受热面长期处于高温条件下工作,以及同时受火、烟气、灰、水(汽)等的侵蚀、磨损,锅炉设备是在比较恶劣的条件下运行,比一般设备易于损坏;c.使用的广泛性:由于锅炉是提供热源的重要设备,凡是需要蒸

50、汽、热水的生产和生活场所,一般都离不开锅炉,锅炉遍及国民经济的各个行业,使用非常广泛;d.可靠的连续运行性:无论生产或生活用锅炉,一旦投入运行,就要连续运转,如果被迫停炉,会造成很大损失。生产用锅炉被迫停炉,会造成工厂停产;采暖锅炉冬季被迫停炉,会影响人们生活,因此,要求锅炉必须连续可靠地运行。所以,锅炉的特殊工况条件决定了锅炉的特殊性,事故的危害性大,尤其是锅炉爆炸事故,一旦爆炸,造成的损失就难以估量。3 锅炉工作原理以常见的利用燃料燃烧释放的热能且工质为水、汽的锅炉为例,其工作原理可用下述工作过程和工作系统来说明。3.1 锅炉工作过程:锅炉产生热水或蒸汽需要三个过程。a.燃料的燃烧过程,燃

51、料在炉膛内燃烧放出热量的过程。b.烟气的流动和传热过程,燃料燃烧后产生的热量,通过受热面传递给锅内的水或蒸汽的过程。c.工质的加热汽化过程(锅内过程),水吸收热量转变为热水或蒸汽的过程。 3.2 锅炉工作系统:锅炉从构造上由二个系统组成,锅炉的工作过程就是在系统内连续完成的。3.2.1 汽水系统:进入锅炉的水(给水),经过加热、汽化、过热,最后获得符合要求参数的蒸汽或热水;3.2.2 燃烧系统:燃料和空气(或经过空气预热器预热)送入炉内混合燃烧后,产生高温烟气,再通过各受热面,将热量传给工质以后,烟气由烟囱排出。燃烧生成的灰渣,由排渣设备排出;电站锅炉及其辅助设备系统简图煤斗;给煤机;磨煤机;

52、空气预热器;排粉风机;燃烧器;炉膛;水冷壁;屏式过热器;高温过热器;低温过热器;省煤器;除尘器;吸风机; 烟囱;送风机;锅筒;下降管;顶棚过热器;排渣室燃料进入锅炉燃烧的基本流程:燃烧炉膛(或炉排)除渣设备。烟气的基本流程:蒸汽的产生过程(流程): 水的循环过程(流程):第二章锅炉传热与水循环基础第 01 讲 锅炉传热与水循环基础(一)2. 锅炉传热与水循环基础内容2.1 热力学基础热力学第一定律、热力学第二定律、水蒸汽的性质等2.2 传热学基础辐射、导热、对流等2.3 锅炉水循环水循环与流动压头、影响水循环因素、水循环故障等2.4 流体的层流和紊流工程热力学、传热学与流体力学并称能源动力类专

53、业的三大基础课程。在锅炉设计、制造、运行等环节得到广泛应用。工程热力学、传热学用于锅炉受热面设计和热力计算。流体力学用于锅炉水循环系统设计和水动力计算、烟风阻力计算等。2.1 热力学基础工程热力学的研究对象主要是热能转化为机械能的规律和方法以及提高转化效率的途径。2.1.1 热力学第一定律:自然界中一切物质都具有能量,能量不可能被创造,也不可能被消灭;但能量可以从一种形态转变为另一种形态;在能量的转化过程中,一定量的一种形态的能量总是确定地相应于一定量的另一种形态的能量,能的总量保持不变。在工程热力学的范围内,热力学第一定律主要是热能和机械能之间的相互转化和守恒。用简单的数学式表示,即QAJW

54、式中 Q 表示消耗的热能,W 表示完成的功, AJ 表示与一个单位的功相当的热量,叫做热功当量。AJ 的数值与能量转化时的条件无关,仅仅决定于热和功所用的单位。在国际制(SI)中,热与功采用相同的单位,即焦耳(J)。所以 AJ1 这时上式可写成 QW。 在工程制中,热的单位是千卡(kcal),功的单位是公斤力米(kgfm),这时(1.1)把热力学第一定律的原则应用于系统中的能量变化时可写成如下形式:进入系统能量离开系统能量系统中储存能量的增加2.1.2 热力学第二定律热力学第二定律有几种最基本的、广为应用的叙述方式,一种为克劳修斯说法,即:热不可能自发地、不付代价地、从低温物体传至高温物体。另

55、一种为开尔文表达方式,即:不可能制造出从单一热源吸热,使之全部转化成为功而不留下其他任何变化的热力发动机。还有一种最经典的表述:第二类永动机是不可能存在的。由热力学第二定律可以推出著名的卡诺定理:在相同温度的高温热源 T1 和相同温度的低温热源 T2 之间工作的一切可逆循环,其热效率都相等,与可逆循环的种类及采用哪一种工质无关,其热效率等于 1T2/T1。T1 和 T2 之间工作的一切不可逆循环,其热效率必小于可逆循环的热效率。由两个可逆的定温过程和两个绝热过程组成的循环称为卡诺循环,在相同热源和冷源之间工作的一切循环以卡诺循环热效率最高。2.1.3 水蒸汽的性质1.汽化水由液态转化为气态的过

56、程称为汽化。汽化是通过蒸发或沸腾两种方法进行的。蒸发是水在自由表面上缓慢地汽化,在任何温度下都在持续进行。沸腾是水在表面和内部同时进行剧烈的汽化,只有当温度达到沸点时才会发生。2.饱和温度(沸点温度)是指对水加热时,水的温度不断上升,当达到该压力下水开始沸腾(常压下 100)时的温度。此时的水称为饱和水,此时的蒸汽称为饱和蒸汽(湿蒸汽)。饱和蒸汽中含水分的重量百分数叫做湿度,它是衡量蒸汽品质好坏的一个重要指标。一般对蒸汽湿度的要求,水管锅炉应控制在 3%以下,火管锅炉应控制在 5%以下。湿度过大,会降低蒸汽的品质,影响使用效果,还可能在蒸汽管道上发生水击现象,使管道剧烈震动,以致损坏。3.过热

57、蒸汽是指在该压力下对饱和蒸汽再加热,蒸汽的温度开始上升,变成温度超过饱和温度的过热蒸汽。而超过饱和温度的温度数值称为过热度。将饱和蒸汽进一步加热变成过热蒸汽的目的:是让蒸汽不带水分,保证蒸汽品质。同时,让蒸汽升温,增加蒸汽热焓,来供给生产或汽轮机发电。4.液体热(显热)是指在一定压力下,使 1 公斤的水从 0加热到饱和温度所需要的热量。液体热仅用于提高水的温度,而不能改变水的形态。它与压力有关,压力越高液体热就越大。5.汽化热(潜热)是指在一定压力下,使 1 公斤的饱和水完全汽化,变成干饱和蒸汽所需要的热量。汽化热仅增加汽化量,而不提高蒸汽温度。它与压力成反比,压力越高汽化热就越小。6.焓是指

58、在一定压力下,使 1 公斤的水从 0加热到任一状态下的水或蒸汽所吸收的总热量。饱和水的焓等于液体热,干饱和蒸汽的焓就等于液体热与汽化热之和。7.水蒸汽的特性水蒸汽具有良好的膨胀,压缩和载热性能,因此在动力工程和工业部门的生产工艺过程中,水蒸 汽是应用最广泛的一种介质。饱和蒸汽离液态(水)较近,为不稳定状态,遇冷即转化为饱和水放出汽化潜热。所以工业上常用饱和蒸汽而较少用过热蒸汽。过热蒸汽具有较大的能量,且没有水分,常用来推动汽轮机发电。2.1.4 水蒸汽的热力过程1.饱和状态液体和蒸汽处于动态平衡的状态图 1.1 水的饱和状态容器内 液体蒸发、汽化蒸汽液体凝结、液化蒸汽此时的汽化速度取决于液体温

59、度 t,液化速度取决于蒸汽密度 。当汽化速度等于液化速度时,达到饱和状态(动平衡),两过程不断进行,但状态不变,和 t不再改变。图 1.2 定压下水蒸汽的产生过程2.1.5 物质平衡与热平衡锅炉中所发生的过程当然遵守物质不灭定律。送入锅炉的燃料通过燃烧这一化学反应将燃料中的可燃质转变成为了二氧化碳、二氧化硫、水蒸汽、灰渣等燃烧产物。但由于种种原因,燃料在锅炉中不能完全燃烧,而燃烧放出的热量也不会全部有效地用于生产蒸汽或热水。也就是说,燃料的总输入热量中只有一部分被工质(水或蒸汽)所吸收,这部分热量称为有效利用热,其余部分则损失掉了,称为锅炉的热损失。有效利用的热量和损失掉的热量与送入锅炉的总热

60、 量之间服从能量守恒定律。2.1.6 蒸汽动力装置及循环1.水蒸汽作为工质的卡诺循环如图:湿蒸汽区可以实现卡诺循环 1-2-c-5-1 ,实际不用,因为:1. 5-1,1-2,2-c 三过程可以实现。但 c-5 难实现;2. 湿蒸汽区 Th 受限,t 不高;3. 1-2 膨胀末期,干度太小,影响汽机工作。2 朗肯循环火力发电厂基本循环蒸汽动力循环系统及朗肯循环针对上述 3 点不利因素,进行改进的可逆循环。如图:2-3 过程为定压放热完全冷凝成水。便于水泵工作;3-4 过程为过冷水吸热(与卡诺不同,定压吸热)5-1 过程为过热器吸热 (与卡诺不同,定压吸热)2.2 传热学基础传热:是物质在温差作

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