工业锅炉概述与节能课件

工业锅炉与锅炉节能工业锅炉与锅炉节能前言锅炉的定义：利用燃烧或其他热源把介质加热到额定参数的动力设备，它是一种结构特殊、复杂的换热器，由锅与炉两大主体构成；锅：水冷壁、过热器、再热器、省煤器、统称受热面系统。其特点是接受热量，并将热量传给介质。炉：炉膛、烟道、将燃料的化学能转变成热能的空间和烟气流通的通道。锅炉是高耗能设备，同时也是节能潜力极大的设备。锅炉的型式很多，不同分类方法可以讲锅炉分成不同的类别。锅炉节能的目的主要是提高锅炉热效率，降低燃料消耗，减少热损失。前言锅炉的定义：利用燃烧或其他热源把介质加热到额定参数的动一、锅炉的概述二、锅炉的节能目录一、锅炉的概述二、锅炉的节能目录一、锅炉的概述1、锅炉的发展历程3、我国工业锅炉的现状目录2、锅炉的分类4、锅炉使用中的热损失5、受热面结渣、沾污一、锅炉的概述1、锅炉的发展历程3、我国工业锅炉的现过渡页1、锅炉的发展历程过渡页1、锅炉的发展历程锅炉的发展历程1.公元前200年左右古希腊的希罗（HERO）发明供宫廷欣赏的装置2.3.4.18世纪——19世纪19世纪中叶20世纪初期瓦特最早的蒸汽锅炉直水管锅炉弯水管锅炉锅炉的发展历程1.公元前200年左右古希腊的希罗（HERO）锅炉的发展历程当时用于产生蒸汽的锅炉主要为圆筒形，筒外加热：⊙由于下部容器中的水受热后转变成为蒸汽，在反冲力的作用下会使得上方的圆球旋转；⊙据认为，这是利用水蒸汽产生动力最早的装置，也因此被认为是最早的锅炉；锅炉的发展历程当时用于产生蒸汽的锅炉主要为圆筒形，筒外加热：锅炉的发展历程最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉；后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火（烟气）在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。火筒锅炉和火管锅炉合称锅壳锅炉。火筒锅炉已趋淘汰，而火筒锅炉则仍在应用。

锅炉的发展历程最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形锅炉的发展历程锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管。

开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用和锅筒内部汽水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。

锅炉的发展历程锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳锅炉的发展历程锅炉发展简图总结随着工业的发展，锅炉向两个方向发展：1、在圆筒内部增加受热面积。开始是在一个大圆筒内增加了一火筒，然后两个，直到多个。最后发展为现代的火管锅炉。2、增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目不断增加，发展成为很多小直径的水管。由于水在管中流动，称为水管锅炉。其中，水管锅炉的发展有两个分支：横水管锅炉：逐渐被淘汰竖水管锅炉：现代锅炉的主要形式锅炉的发展历程锅炉发展简图总结锅炉的发展历程锅炉的发展历程过渡页2、锅炉的分类过渡页2、锅炉的分类按用途锅炉的分类电站锅炉工业锅炉生活锅炉123主要用途——发电主要用途——工业生产主要用途——采暖和热水供应按用途锅炉的分类电站锅炉工业锅炉生活锅炉123主要用途——发

按结构火管锅炉水管锅炉锅炉的分类按结构火管锅炉水管锅炉锅炉的分类

蒸发受热面内工质的流动方式

强制循环锅炉

直流锅炉

自然循环锅炉

复合循环锅炉

锅炉的分类蒸发受热面内工质的流动方式强制循环锅炉直流锅炉自然循环超超临界压力锅炉常压锅炉

超临界压力锅炉

超高压锅炉亚临界压力锅炉

高压锅炉

中压锅炉

微压锅炉低压锅炉按出口工质压力锅炉的分类超超临界压力锅炉常压锅炉超临界压力锅炉超高压锅炉亚临界按燃烧方式锅炉的分类火床燃烧锅炉火室燃烧锅炉流化床燃烧锅炉旋风燃烧锅炉按燃烧方式锅炉的分类火床燃烧锅炉火室燃烧流化床旋风

固体燃料锅炉按所用燃料或能源液体燃料锅炉气体燃料锅炉余热燃料锅炉废料锅炉锅炉的分类固体燃料按所用燃料或能源液体燃料气体燃料余热燃料废料锅按排渣方式按炉膛烟气按锅筒数目按整体外形按锅炉房型式固态排渣锅炉、液态排渣锅炉负压锅炉微正压锅炉增压锅炉单锅筒双锅筒倒U型塔型、箱型T型、U型N型、L型D型、A型露天半露天室内地下或洞内锅炉的分类按排渣方式按炉膛烟气按锅筒数目按整体外形按锅炉房型式固态排渣过渡页3、我国工业锅炉的现状过渡页3、我国工业锅炉的现状我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状△随着国民经济的不断发展和科学技术的进步，能源——电能、热能等在生产和生活中的作用越来越重要，很难想象停止了能源供应的现代化社会将会出现怎样的状况。△能源是国家的战略资源，是支持社会发展和经济增长的主要物质基础。能源发展水平在一定程度上代表了国家的经济发展水平。稳定的能源供应，不仅为国民经济发展提供了保障，而且还促进人民生活质量的提高，促进人类社会的发展和进步。△我国的煤碳储量占世界第3位，石油占第11位，天然气占第21位，水资源居世界第一，我国的能源资源虽然可观，但在能源消费中，以下情况是不容乐观的。我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状△随着国民经济的不断发展和221、人均能源占有量低我国人均能源资源占有量仅为世界人均占有量的50%，是美国人均占有量的10%。人均煤碳资源占有量为233.4吨，是美国人均占有量（1045吨）的22%，是前苏联人均占有量（1846吨）的12.6%，是世界人均煤碳资源占有量（312.7吨）的74.6%。2、能源生产及消费与能源资源有限的矛盾明显我国是煤碳生产和消费大国。生产的煤碳以国内消费为主，少量出口（2012年进口2.9亿吨、出口900万吨）。煤碳生产取决于国内的需求。随着我国国民经济的快速发展对能源需求的增长，促使煤碳生产量快速增长。2003年煤碳生产量16亿吨，2006年达到了23.8亿吨，2012年达到了36.6亿吨，几乎占到了世界的50%；而且正在大幅度上升。我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状221、人均能源占有量低我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状233、工业锅炉使用能耗大、热效率低我国在用工业锅炉中约85%是燃煤锅炉，且以层燃燃烧为主，主要是链条炉排锅炉。实际运行时普遍存在运行负荷较锅炉额定负荷低，炉渣含碳量高，过量空气系数较大，排烟温度高，因此，热效率一般要比设计效率低。某市技术监督局在2012年对该市八个区704台燃煤锅炉调查发现，2吨/时以下燃煤锅炉平均热效率在55%以下，2～4吨/时锅炉的平均热效率在53%～60%，6～10吨/时锅炉的平均热效率在55%～65%，15～35吨/时锅炉的平均热效率在65%～74%；而美国、英国层燃燃煤锅炉运行热效率可达80～85%。综上所述，面对能源资源有限、可利用年限短（世界平均煤碳资源还能利用约200年，中国还能利用约80年）、人均能源占有量低、生产消费增长以及工业锅炉使用能耗大、热效率低的现状，我国能源开发利用的形势非常严峻。我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状233、工业锅炉使用能耗大、热效率低我国工业锅炉的现状中国锅1、运行水平和热效率较低，污染物排放量大；结论1234以燃煤为主，生产厂家多而分散中国锅炉行业现状是重要的热能动力设备，广泛应用于工厂动力、建筑采暖、人民生活等各方面2、需求量很大；工业锅炉行业厂点过多，绝大多数锅炉厂研究开发能力相对不足；3、缺少自己企业的技术和产品特色；企业普遍小而全或大而全，专业化协作不够；4、生产能力严重过剩，竞争企业相互压价销售，影响行业经济效益和技术水平的提高；我国工业锅炉的现状1、运行水平和热效率较低，污染物排放量大；结论1234以燃

Descriptionofthecontents我国工业锅炉的主要问题以层状燃烧为主，燃烧大多数为煤炭，但是煤种适应性较差，循环方式基本都是自然循环；油、汽锅炉比例仅占5%左右，俄罗斯占60%、美国占98%、日本占99%。单机容量小，平均为2.28t/h，远低于国外国内工业锅炉局限于≦2.45MPa的压力等级；热效率不高，一般只有60%-70%，比当前先进国家的工业锅炉热效率约低10%-15%自动化、机械化水平低，劳动强度大，自控水平尚待提高；燃烧工况基本上没有自动调节；辅机匹配不佳，锅炉用户更多的是注重价格而忽视辅机配套；锅炉原始排尘浓度偏高且多数采用水膜除尘和旋风除尘，效率低，致使锅炉烟尘排放浓度高多数无烟气脱硫装置，脱硫技术不成熟，尚待发展；普遍存在低负荷运行，炉内燃烧不好、炉渣含碳量高、尾部过量空气系数大、排烟温度高，实际运行热效率低；结论：热效率低、烟尘排放浓度高我国工业锅炉的现状运行管理不当、燃烧时所用燃料不合适、设计不合理Descriptionofthecontents我国过渡页4、锅炉使用中的热损失过渡页4、锅炉使用中的热损失

锅炉使用中的热损失共计七项热损失分项种类未完全燃烧热损失：表示燃料中某些可燃物因未完全燃烧而造成的未释放出来的热量。辐射和对流热损失：表示通过导热、辐射和对流方式散失到空气中去的各种热量损失。干燃烧产物热损失：表示干排烟中的含热量与这些烟气在室温下应具有的含热量之间的差值。由空气中水分引起的热损失：燃烧空气中的水分是按所给的温度（26.7°C）和相对湿度60%来确定的。由燃烧中水分引起的热损失：表示排烟中水分的含热量与室温下水分的含热量之间的差值。燃烧氢生成的水分引起的热损失：包括燃料中氢燃烧时所生成水分比室温或基准空气温度高的显热和汽化潜热。其它热损失：指为达到合同规定的保证效率而要包括在热平衡中的那些不能分类和难以测量的热损失。锅炉使用中的热损失共计七项未完全燃烧热损失：表过渡页5、受热面结渣、沾污过渡页5、受热面结渣、沾污污染、结渣会降低炉内受热面的传热能力高温烟气的作用，粘结的灰渣与管壁发生复杂的化学反应，形成高温腐蚀传热阻力增大，增加投煤量，灰渣易沾受热面，形成恶性循环仅能低负荷运行，增加检修工作量或被迫停炉检修，造成直接或间接地损失受热面的结渣、沾污引起的主要问题污染、结渣会降低炉内受热面的传热能力高温烟气的作用，传热阻力结渣（熔渣）结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物；积灰：温度低于灰熔点时灰粒在受热面上的积聚；干松灰高温粘结灰出现范围较广；能够无限增长，坚硬而不易清除；低温粘结灰形成于低温受热面，大约50——180℃。类型受热面的结渣、沾污是一个物理积聚过程，是细微灰粒；松散、易吹除；积灰不会无限增加；结渣结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物；干松灰高温出现范受热面的结渣、沾污结渣（熔渣）结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物；积灰：温度低于灰熔点时灰粒在受热面上的积聚；渣型代号灰渣特征附着灰g无粘紧特征、灰粒呈松散堆积装微粘聚渣f外形上已有灰粒间粘聚的特征，容易切刮，切刮下的灰大部分呈疏松块状弱凝聚渣e灰渣粘聚特征增强，切刮仍较容易，切下的渣块具有一定的硬度凝聚渣d灰渣粘聚在一起，较硬，切刮困难，但仍能从渣棒上切刮下来强粘聚渣c粘聚灰渣更硬，无法从渣棒上完全刮下来，渣棒残留不规则的粘聚硬渣粘熔渣b灰渣由熔融与半熔融渣粘聚起来，已经无法切刮融熔渣a灰渣呈全熔融状，渣棒为流渣所覆盖，并有渣泡形成如何预防根据煤种特性设计锅炉，选择合理燃烧方式正确组织燃烧器工作，控制合理炉温，采用使用吹灰打渣方法受热面的结渣、沾污结渣结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物干松灰是一个物理积聚过程，是细微灰粒；松散、易吹除；积灰不会无限增加；受热面的结渣、沾污1、设计时采用足够高的流速；2、采用小管径，错列、紧凑布置（减小纵向节距）的管束；3、正确设计和布置吹灰装置，并确定合理的吹灰间隔时间和一次吹灰的持续时间。机械网罗作用分子间的吸引力热泳力作用静电吸引作用飞灰沉积原因影响积聚因素烟气流速粒子直径分布管子直径管子节距管束布置方式灰粒浓度干松灰是一个物理积聚过程，是细微受热面的结渣、沾污1、设计时影响因素防止措施受热面的结渣、沾污高温粘结灰出现范围较广；能够无限增长，坚硬而不易清除；燃料成分：产生粘结灰的源头燃烧方式：燃烧强度高，升华物多，高温粘结灰严重温度水平：高温粘结灰发生在温度较高区域烟气流速：烟气流速越高，积灰越少；但流速影响对经济烟速作用小1、设计时，严格选定炉膛断面热负荷及炉膛出口烟温，不要过大；2、正确设计和布置受热面，例如拉大横向节距；3、加入添加剂，使其不易形成粘结灰或形成机械强度小的灰；4、采取有效的吹灰装置并且运行初正常投入吹灰装置，限制第一层灰升华灰的形成。影响因素防止措施受热面的结渣、沾污高温出现范围较广；燃料成分受热面的结渣、沾污低温粘结灰形成于低温受热面，大约50——180℃。

低温粘结灰形成过程：形成于低温受热面上，大约在50-180℃范围；发生在空气预热器或省煤器，形成速度高，不易清除，能无限增长，危害大。积灰机理：与酸露点紧密相关，酸露点高，积灰重；沉淀物为铝、钙和铁的硫酸盐；启动和停炉过程温度低，使积灰严重影响因素：1、影响酸露点的因素都能影响积灰的程度；2、受热面的结构及布置方式也影响积灰程度措施：1、提高受热面的温度；（80——100℃）；2、空气预热器吹灰；3、空气预热器的水冲洗；保持受热面与水之间的温度差小于100℃受热面的结渣、沾污低温形成于低温受热面，大约50低温二、锅炉的节能1、运行调节2、通用节能技术简介目录二、锅炉的节能1、运行调节2、通用节能技术简介目录1、运行调节过渡页1、运行调节过渡页运行与调节确保工业锅炉的安全经济运行，对发展国民经济、保障人民的生活需要有着重大的关系。对工业锅炉运行的要求是：首先要保质保量地安全供气，其次也要求锅炉设备在安全的条件下经济运转；如果锅炉的设计、制造、安装、检修质量等都能得以保证，锅炉能否安全经济运行则完全取决于运行因素，例如，不按操作规程运行锅炉，平时技术管理工作较差等多会对锅炉的安全经济运行产生极不好的影响。锅炉启动后，就进入了锅炉的正常运行阶段。锅炉的正常运行包括锅炉的负荷分配、气温及气压的调节，非设计工况运行、一些经常性的操作等。运行与调节确保工业锅炉的安全经济运行，对发展国民经济、保障人1、负荷分配（1）按锅炉机组的蒸发量比例分配（2）按机组总效率最高的原则分配（3）按燃料消耗量微增率相等的原则分配第三种方法分配负荷最经济，但是多变的运行方式要求运行人员有较高的技术水平进行相当精确的调整，因此，在实用上也有一定限制。所以最常用的还是第二种方法，只是经济性稍差；运行与调节2、气温气压调节蒸汽质量的好坏，主要决定于气压和气温。气压过低将影响生产，过高则会危害设备的安全运行。正常气压是锅炉设计的工作压力，允许变动范围不大于工作压力的±0.05MPa；异常范围指超出工作压力的±0.15MPa；事故及危险范围是指气压超出工作压力的±0.25MPa；负荷增高时，加强引风，加大送风和燃料；负荷降低，减送风和燃料，然后减少引风，这样做比较安全；出于某种原因，锅炉气温气压突然变化，必须及时调节；但是首先要判明情况，再进行有针对性的操作；1、负荷分配运行与调节2、气温气压调节3、非设计工况运行（1）负荷变化（2）给水温度变化（3）过量空气系数变化（4）燃料品质的变化运行与调节4、运行中的重要操作（1）水位水位正常时保证锅炉安全经济运行的重要条件；水位过高引起蒸汽品质不良，水位过低，可能造成严重事故；正常水位即是主锅筒中心线之下约30MM处；当今工业锅炉都采用了给水自动调节装置，但仍需加强对自动调节装置的检查；（2）吹灰蒸汽吹灰前必须暖管；吹灰时加大炉室负压50-70Pa；先吹高温采热面，后吹低温受热面；启动时、燃烧不稳定时不吹灰，停炉前一定要吹灰，发生不正常现象时停止吹灰；3、非设计工况运行运行与调节4、运行中的重要操作2、通用节能技术简介过渡页2、通用节能技术简介过渡页通用节能技术一、锅炉节能锅炉节能指锅炉在正常工作条件下，以最小的能耗，获得最大的效率。在锅炉上做到技术上可行，经济上合理，环境与社会可以接受，有效地利用能源资源。为了达到这个目的，要求从设计、制造、安装、改造到使用的全部过程中，获得更高的能源利用率。锅炉节能不是简单的能源消费量减少，更不应该影响社会活力、降低生产和生活水平。要力求以最少的能源消耗，获得最大的经济效益，为社会创造更多可供消费的财富，从而达到发展生产，改善生活的目的。也就是说，生产同样数量的产品或产值，要尽可能减少能源消耗量；或者以同样的能源消耗量，能生产出更多的产品或产值，这就是锅炉节能的基本概念。锅炉节能的基本概念通用节能技术一、锅炉节能锅炉节能的基本概念通用节能技术二、锅炉系统节能锅炉节能应包括锅炉应用系统节能。锅炉应用系统是个完整而复杂的大系统，总体上由水（热介质）、电、燃料供应系统；锅炉房内主辅设备系统；热量输配系统；终端应用系统等四个主要系统组成。锅炉系统节能，一方面提高锅炉热效率、强化燃烧、加强管理降低能源消耗量，属于供应系统和锅炉房内主辅设备的节能；另一方面改善管道保温、回收凝结水余热、调整用汽设备的结构等以减少能源消耗量，属于热量输配系统和终端用户系统的节能。锅炉节能的基本概念通用节能技术二、锅炉系统节能锅炉节能的基本概念为什么要对工业锅炉节能通用节能技术为什么要对工业锅炉节能通用节能技术2001~2010年工业锅炉总体状况年份数量（万台）总容量（万蒸吨）平均容量（吨/台）耗煤（亿吨）2001531202.262~3200555.31903.445.7200856.88294.55.176.4201060.123485.7372010年全国消耗22亿吨标煤，工业锅炉占1/3，是公认的“煤老虎”数据来源，科技论文、统计数据、专家演讲，2010年总容量根据09/10年锅炉产量及淘汰量估算，供参考容量小耗煤多工业锅炉节能潜力巨大通用节能技术2001~2010年工业锅炉总体状况年份数量总容量平均容量耗

工业锅炉效率低下燃煤工业锅炉设计效率大约为72~80%实际平均运行效率只有60~65%比国际平均水平低15~20%如果热效率整体提高15%（65%→80%）每年可节约1.3亿吨以上的燃煤工业锅炉节能潜力巨大通用节能技术工业锅炉效率低下如果热效率整体提高15%（65%→80%）通用节能技术节能技术方式节能率名称给煤装置改造炉拱改造燃烧系统改造层煤锅炉改造成循环流化床锅炉控制系统改造采用新的节能设备将斗式给煤装置改造成分层给煤装置提高4%-5%降低灰渣含碳量30%-50%适当部分喷入助燃燃煤；干净快捷；避免降负荷损失；热效率提高；适应负荷快速变化和煤质变化等投资少，见效快，投资回收期短优缺点投资半年可收回根据实际使用煤种，适当改变炉拱位置，改善燃烧状况，提高燃烧效率，减少煤耗；用于燃煤工业锅炉改造提高5%-10%使用石灰石粉在炉内脱硫，可以减少燃煤锅炉酸性气体SO2的排放量改造投资高，是购置新路费用的70%热效率提高10%-15%1、适当的调速技术；2、改造成全自动控制1、提高燃烧效率1、提高2%-3%2、节能效果10%具体内容见下文通用节能技术节能技术方式节能率名称给煤装置改造炉拱改通用节能技术节能技术方式节能率名称锅炉辅机节能改造高温远红外节能涂料应用变频调速技术，按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量，维持锅炉运行最佳状态节能效果好排烟温度将10度以上；节能率3-5%节约燃煤节约风机耗电优缺点吸热涂料和反射涂料；配风合理的情况下，升温时间减少，炉墙外表温度降低；煤耗少通用节能技术节能技术方式节能率名称锅炉辅机节能高温远通用节能技术节能技术——采用新的节能设备方式节能率名称热管换热器的应用蒸汽蓄热器的应用真空除氧技术烟气余热回收，把气液热管换热器安装在锅炉烟道，烟气余热加热锅炉给水热量回收率26%；热效率提高3.1%热效率提高5-10%采用大气式热力除氧，需要把给水加热到大气压下的沸点温度，排走水中氧成本低，投资回收期短优缺点运行工况稳定，保持设计热效率负荷减少，多余蒸汽供入蒸汽蓄热器，形成高压饱和水；负荷增加，降低蓄热器压力，高压饱和水分离为蒸汽和低饱和水1、有效利用热量减少；2、排烟损失大节约蒸汽；提高热效率通用节能技术节能技术——采用新的节能设备方式节能率名通用节能技术节能技术——给煤装置改造（图示）通用节能技术节能技术——给煤装置改造（图示）图3型煤燃烧装置1、煤斗；2、隔板；3、给煤滚筒；4、煤闸板；5、筛板；6、型煤双轧辊；7、链条炉排通用节能技术节能技术——炉拱改造（图示）图3型煤燃烧装置通用节能技术节能技术——炉拱改造（图示）通用节能技术节能技术——层燃锅炉改造成循环流化床锅炉项目链条炉煤粉炉循环流化床锅炉燃用煤种热效率负荷调节范围电耗检修投资劳动强度优质烟煤60％-75％0-100％低频繁低大烟煤、无烟煤80-90%70-100%高高无烟煤、劣质烟煤、煤矸石、炉渣等75％-85％40％-110％中（3～4kWh/t蒸汽）9个月左右高（高10％～20％）小链条炉、煤粉炉、循环流化床锅炉性能比较表通用节能技术节能技术——层燃锅炉改造成循环流化床锅炉项目链条通用节能技术节能技术——案例——悬浮燃烧技术技术原理：在不改变原锅炉的任何结构和特性的情况下实现了炉前制粉、自动输送。其特点是将煤粉燃烧和火床燃烧相结合，在传统链条炉排锅炉上加装煤粉燃烧装置以实现混合燃烧，提高了炉膛温度，同时保证煤粉稳定悬浮燃烧，使得原链条锅炉与煤粉炉在燃烧方面优势互补，从而提升锅炉热效率。通用节能技术节能技术——案例——悬浮燃烧技术技术原理：通用节能技术节能技术——案例——悬浮燃烧技术技术特点：A:制粉机理：世界首创，技术水平国际领先。煤粉燃烧具有燃烧完全、安全可靠，有效提高锅炉的热效率和出力等技术特点。B：设备工艺：设备结构简化，全套装置体积小，安装与维修方便.设备能耗低、噪音小，全系统双负压运行，无粉尘泄漏。C:煤种适用：有较强的煤种适应性，对贫煤、无烟煤都能充分燃烧。火焰辐射力大，能有效提高锅炉生产能力，锅炉热效率同比提高。D：技术特点：有利于炉内烟气搅动与混合，使用化学不完全燃烧热损失和炉膛过量空气系数降低。对燃用挥发份低和不易着火的煤种，该技术的效果则会更佳。E:设备使用：不改变锅炉本体，安装工期短，见效快。通用节能技术节能技术——案例——悬浮燃烧技术技术特点：C:煤通用节能技术节能技术——案例——在线复合燃烧节能——示意图复合燃烧时：1、煤层厚度：可降低达到1/3，出去增加的煤粉量，最大瞬时节能率23%；2、炉排速度：可降低程度10%，附加最大瞬时节能率10%；3、瞬时流量：平均增加20%，预计增加（或节能20%）左右；4、鼓引风：均有所下降，具有一定节能效果（考了复合燃烧系统用电，综合用电相当）5、炉压/排烟温度：复合燃烧时，负压较大（导致排烟温度升高）。说明还有节能空间。6、运行时间：越长节能效果越明显。通用节能技术节能技术——案例——在线复合燃烧节能——示意图复工业锅炉与锅炉节能工业锅炉与锅炉节能前言锅炉的定义：利用燃烧或其他热源把介质加热到额定参数的动力设备，它是一种结构特殊、复杂的换热器，由锅与炉两大主体构成；锅：水冷壁、过热器、再热器、省煤器、统称受热面系统。其特点是接受热量，并将热量传给介质。炉：炉膛、烟道、将燃料的化学能转变成热能的空间和烟气流通的通道。锅炉是高耗能设备，同时也是节能潜力极大的设备。锅炉的型式很多，不同分类方法可以讲锅炉分成不同的类别。锅炉节能的目的主要是提高锅炉热效率，降低燃料消耗，减少热损失。前言锅炉的定义：利用燃烧或其他热源把介质加热到额定参数的动一、锅炉的概述二、锅炉的节能目录一、锅炉的概述二、锅炉的节能目录一、锅炉的概述1、锅炉的发展历程3、我国工业锅炉的现状目录2、锅炉的分类4、锅炉使用中的热损失5、受热面结渣、沾污一、锅炉的概述1、锅炉的发展历程3、我国工业锅炉的现过渡页1、锅炉的发展历程过渡页1、锅炉的发展历程锅炉的发展历程1.公元前200年左右古希腊的希罗（HERO）发明供宫廷欣赏的装置2.3.4.18世纪——19世纪19世纪中叶20世纪初期瓦特最早的蒸汽锅炉直水管锅炉弯水管锅炉锅炉的发展历程1.公元前200年左右古希腊的希罗（HERO）锅炉的发展历程当时用于产生蒸汽的锅炉主要为圆筒形，筒外加热：⊙由于下部容器中的水受热后转变成为蒸汽，在反冲力的作用下会使得上方的圆球旋转；⊙据认为，这是利用水蒸汽产生动力最早的装置，也因此被认为是最早的锅炉；锅炉的发展历程当时用于产生蒸汽的锅炉主要为圆筒形，筒外加热：锅炉的发展历程最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大，为了增加受热面积，在锅壳中加装火筒，在火筒前端烧火，烟气从火筒后面出来，通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热，称为火筒锅炉。开始只装一只火筒，称为单火筒锅炉或康尼许锅炉；后来加到两个火筒，称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。1830年左右，在掌握了优质钢管的生产和胀管技术之后出现了火管锅炉。一些火管装在锅壳中，构成锅炉的主要受热面，火（烟气）在管内流过。在锅壳的存水线以下装上尽量多的火管，称为卧式外燃回火管锅炉。它的金属耗量较低，但需要很大的砌体。火筒锅炉和火管锅炉合称锅壳锅炉。火筒锅炉已趋淘汰，而火筒锅炉则仍在应用。

锅炉的发展历程最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形锅炉的发展历程锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管。

开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用和锅筒内部汽水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。

锅炉的发展历程锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳锅炉的发展历程锅炉发展简图总结随着工业的发展，锅炉向两个方向发展：1、在圆筒内部增加受热面积。开始是在一个大圆筒内增加了一火筒，然后两个，直到多个。最后发展为现代的火管锅炉。2、增加筒外部的受热面积，即增加水筒的数目。燃料在筒外燃烧，与火管锅炉的发展相似，水筒的数目不断增加，发展成为很多小直径的水管。由于水在管中流动，称为水管锅炉。其中，水管锅炉的发展有两个分支：横水管锅炉：逐渐被淘汰竖水管锅炉：现代锅炉的主要形式锅炉的发展历程锅炉发展简图总结锅炉的发展历程锅炉的发展历程过渡页2、锅炉的分类过渡页2、锅炉的分类按用途锅炉的分类电站锅炉工业锅炉生活锅炉123主要用途——发电主要用途——工业生产主要用途——采暖和热水供应按用途锅炉的分类电站锅炉工业锅炉生活锅炉123主要用途——发

按结构火管锅炉水管锅炉锅炉的分类按结构火管锅炉水管锅炉锅炉的分类

蒸发受热面内工质的流动方式

强制循环锅炉

直流锅炉

自然循环锅炉

复合循环锅炉

锅炉的分类蒸发受热面内工质的流动方式强制循环锅炉直流锅炉自然循环超超临界压力锅炉常压锅炉

超临界压力锅炉

超高压锅炉亚临界压力锅炉

高压锅炉

中压锅炉

微压锅炉低压锅炉按出口工质压力锅炉的分类超超临界压力锅炉常压锅炉超临界压力锅炉超高压锅炉亚临界按燃烧方式锅炉的分类火床燃烧锅炉火室燃烧锅炉流化床燃烧锅炉旋风燃烧锅炉按燃烧方式锅炉的分类火床燃烧锅炉火室燃烧流化床旋风

固体燃料锅炉按所用燃料或能源液体燃料锅炉气体燃料锅炉余热燃料锅炉废料锅炉锅炉的分类固体燃料按所用燃料或能源液体燃料气体燃料余热燃料废料锅按排渣方式按炉膛烟气按锅筒数目按整体外形按锅炉房型式固态排渣锅炉、液态排渣锅炉负压锅炉微正压锅炉增压锅炉单锅筒双锅筒倒U型塔型、箱型T型、U型N型、L型D型、A型露天半露天室内地下或洞内锅炉的分类按排渣方式按炉膛烟气按锅筒数目按整体外形按锅炉房型式固态排渣过渡页3、我国工业锅炉的现状过渡页3、我国工业锅炉的现状我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状△随着国民经济的不断发展和科学技术的进步，能源——电能、热能等在生产和生活中的作用越来越重要，很难想象停止了能源供应的现代化社会将会出现怎样的状况。△能源是国家的战略资源，是支持社会发展和经济增长的主要物质基础。能源发展水平在一定程度上代表了国家的经济发展水平。稳定的能源供应，不仅为国民经济发展提供了保障，而且还促进人民生活质量的提高，促进人类社会的发展和进步。△我国的煤碳储量占世界第3位，石油占第11位，天然气占第21位，水资源居世界第一，我国的能源资源虽然可观，但在能源消费中，以下情况是不容乐观的。我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状△随着国民经济的不断发展和761、人均能源占有量低我国人均能源资源占有量仅为世界人均占有量的50%，是美国人均占有量的10%。人均煤碳资源占有量为233.4吨，是美国人均占有量（1045吨）的22%，是前苏联人均占有量（1846吨）的12.6%，是世界人均煤碳资源占有量（312.7吨）的74.6%。2、能源生产及消费与能源资源有限的矛盾明显我国是煤碳生产和消费大国。生产的煤碳以国内消费为主，少量出口（2012年进口2.9亿吨、出口900万吨）。煤碳生产取决于国内的需求。随着我国国民经济的快速发展对能源需求的增长，促使煤碳生产量快速增长。2003年煤碳生产量16亿吨，2006年达到了23.8亿吨，2012年达到了36.6亿吨，几乎占到了世界的50%；而且正在大幅度上升。我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状221、人均能源占有量低我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状773、工业锅炉使用能耗大、热效率低我国在用工业锅炉中约85%是燃煤锅炉，且以层燃燃烧为主，主要是链条炉排锅炉。实际运行时普遍存在运行负荷较锅炉额定负荷低，炉渣含碳量高，过量空气系数较大，排烟温度高，因此，热效率一般要比设计效率低。某市技术监督局在2012年对该市八个区704台燃煤锅炉调查发现，2吨/时以下燃煤锅炉平均热效率在55%以下，2～4吨/时锅炉的平均热效率在53%～60%，6～10吨/时锅炉的平均热效率在55%～65%，15～35吨/时锅炉的平均热效率在65%～74%；而美国、英国层燃燃煤锅炉运行热效率可达80～85%。综上所述，面对能源资源有限、可利用年限短（世界平均煤碳资源还能利用约200年，中国还能利用约80年）、人均能源占有量低、生产消费增长以及工业锅炉使用能耗大、热效率低的现状，我国能源开发利用的形势非常严峻。我国工业锅炉的现状中国锅炉市场现状233、工业锅炉使用能耗大、热效率低我国工业锅炉的现状中国锅1、运行水平和热效率较低，污染物排放量大；结论1234以燃煤为主，生产厂家多而分散中国锅炉行业现状是重要的热能动力设备，广泛应用于工厂动力、建筑采暖、人民生活等各方面2、需求量很大；工业锅炉行业厂点过多，绝大多数锅炉厂研究开发能力相对不足；3、缺少自己企业的技术和产品特色；企业普遍小而全或大而全，专业化协作不够；4、生产能力严重过剩，竞争企业相互压价销售，影响行业经济效益和技术水平的提高；我国工业锅炉的现状1、运行水平和热效率较低，污染物排放量大；结论1234以燃

Descriptionofthecontents我国工业锅炉的主要问题以层状燃烧为主，燃烧大多数为煤炭，但是煤种适应性较差，循环方式基本都是自然循环；油、汽锅炉比例仅占5%左右，俄罗斯占60%、美国占98%、日本占99%。单机容量小，平均为2.28t/h，远低于国外国内工业锅炉局限于≦2.45MPa的压力等级；热效率不高，一般只有60%-70%，比当前先进国家的工业锅炉热效率约低10%-15%自动化、机械化水平低，劳动强度大，自控水平尚待提高；燃烧工况基本上没有自动调节；辅机匹配不佳，锅炉用户更多的是注重价格而忽视辅机配套；锅炉原始排尘浓度偏高且多数采用水膜除尘和旋风除尘，效率低，致使锅炉烟尘排放浓度高多数无烟气脱硫装置，脱硫技术不成熟，尚待发展；普遍存在低负荷运行，炉内燃烧不好、炉渣含碳量高、尾部过量空气系数大、排烟温度高，实际运行热效率低；结论：热效率低、烟尘排放浓度高我国工业锅炉的现状运行管理不当、燃烧时所用燃料不合适、设计不合理Descriptionofthecontents我国过渡页4、锅炉使用中的热损失过渡页4、锅炉使用中的热损失

锅炉使用中的热损失共计七项热损失分项种类未完全燃烧热损失：表示燃料中某些可燃物因未完全燃烧而造成的未释放出来的热量。辐射和对流热损失：表示通过导热、辐射和对流方式散失到空气中去的各种热量损失。干燃烧产物热损失：表示干排烟中的含热量与这些烟气在室温下应具有的含热量之间的差值。由空气中水分引起的热损失：燃烧空气中的水分是按所给的温度（26.7°C）和相对湿度60%来确定的。由燃烧中水分引起的热损失：表示排烟中水分的含热量与室温下水分的含热量之间的差值。燃烧氢生成的水分引起的热损失：包括燃料中氢燃烧时所生成水分比室温或基准空气温度高的显热和汽化潜热。其它热损失：指为达到合同规定的保证效率而要包括在热平衡中的那些不能分类和难以测量的热损失。锅炉使用中的热损失共计七项未完全燃烧热损失：表过渡页5、受热面结渣、沾污过渡页5、受热面结渣、沾污污染、结渣会降低炉内受热面的传热能力高温烟气的作用，粘结的灰渣与管壁发生复杂的化学反应，形成高温腐蚀传热阻力增大，增加投煤量，灰渣易沾受热面，形成恶性循环仅能低负荷运行，增加检修工作量或被迫停炉检修，造成直接或间接地损失受热面的结渣、沾污引起的主要问题污染、结渣会降低炉内受热面的传热能力高温烟气的作用，传热阻力结渣（熔渣）结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物；积灰：温度低于灰熔点时灰粒在受热面上的积聚；干松灰高温粘结灰出现范围较广；能够无限增长，坚硬而不易清除；低温粘结灰形成于低温受热面，大约50——180℃。类型受热面的结渣、沾污是一个物理积聚过程，是细微灰粒；松散、易吹除；积灰不会无限增加；结渣结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物；干松灰高温出现范受热面的结渣、沾污结渣（熔渣）结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物；积灰：温度低于灰熔点时灰粒在受热面上的积聚；渣型代号灰渣特征附着灰g无粘紧特征、灰粒呈松散堆积装微粘聚渣f外形上已有灰粒间粘聚的特征，容易切刮，切刮下的灰大部分呈疏松块状弱凝聚渣e灰渣粘聚特征增强，切刮仍较容易，切下的渣块具有一定的硬度凝聚渣d灰渣粘聚在一起，较硬，切刮困难，但仍能从渣棒上切刮下来强粘聚渣c粘聚灰渣更硬，无法从渣棒上完全刮下来，渣棒残留不规则的粘聚硬渣粘熔渣b灰渣由熔融与半熔融渣粘聚起来，已经无法切刮融熔渣a灰渣呈全熔融状，渣棒为流渣所覆盖，并有渣泡形成如何预防根据煤种特性设计锅炉，选择合理燃烧方式正确组织燃烧器工作，控制合理炉温，采用使用吹灰打渣方法受热面的结渣、沾污结渣结渣：受热面上积聚了融化的灰沉积物干松灰是一个物理积聚过程，是细微灰粒；松散、易吹除；积灰不会无限增加；受热面的结渣、沾污1、设计时采用足够高的流速；2、采用小管径，错列、紧凑布置（减小纵向节距）的管束；3、正确设计和布置吹灰装置，并确定合理的吹灰间隔时间和一次吹灰的持续时间。机械网罗作用分子间的吸引力热泳力作用静电吸引作用飞灰沉积原因影响积聚因素烟气流速粒子直径分布管子直径管子节距管束布置方式灰粒浓度干松灰是一个物理积聚过程，是细微受热面的结渣、沾污1、设计时影响因素防止措施受热面的结渣、沾污高温粘结灰出现范围较广；能够无限增长，坚硬而不易清除；燃料成分：产生粘结灰的源头燃烧方式：燃烧强度高，升华物多，高温粘结灰严重温度水平：高温粘结灰发生在温度较高区域烟气流速：烟气流速越高，积灰越少；但流速影响对经济烟速作用小1、设计时，严格选定炉膛断面热负荷及炉膛出口烟温，不要过大；2、正确设计和布置受热面，例如拉大横向节距；3、加入添加剂，使其不易形成粘结灰或形成机械强度小的灰；4、采取有效的吹灰装置并且运行初正常投入吹灰装置，限制第一层灰升华灰的形成。影响因素防止措施受热面的结渣、沾污高温出现范围较广；燃料成分受热面的结渣、沾污低温粘结灰形成于低温受热面，大约50——180℃。

低温粘结灰形成过程：形成于低温受热面上，大约在50-180℃范围；发生在空气预热器或省煤器，形成速度高，不易清除，能无限增长，危害大。积灰机理：与酸露点紧密相关，酸露点高，积灰重；沉淀物为铝、钙和铁的硫酸盐；启动和停炉过程温度低，使积灰严重影响因素：1、影响酸露点的因素都能影响积灰的程度；2、受热面的结构及布置方式也影响积灰程度措施：1、提高受热面的温度；（80——100℃）；2、空气预热器吹灰；3、空气预热器的水冲洗；保持受热面与水之间的温度差小于100℃受热面的结渣、沾污低温形成于低温受热面，大约50低温二、锅炉的节能1、运行调节2、通用节能技术简介目录二、锅炉的节能1、运行调节2、通用节能技术简介目录1、运行调节过渡页1、运行调节过渡页运行与调节确保工业锅炉的安全经济运行，对发展国民经济、保障人民的生活需要有着重大的关系。对工业锅炉运行的要求是：首先要保质保量地安全供气，其次也要求锅炉设备在安全的条件下经济运转；如果锅炉的设计、制造、安装、检修质量等都能得以保证，锅炉能否安全经济运行则完全取决于运行因素，例如，不按操作规程运行锅炉，平时技术管理工作较差等多会对锅炉的安全经济运行产生极不好的影响。锅炉启动后，就进入了锅炉的正常运行阶段。锅炉的正常运行包括锅炉的负荷分配、气温及气压的调节，非设计工况运行、一些经常性的操作等。运行与调节确保工业锅炉的安全经济运行，对发展国民经济、保障人1、负荷分配（1）按锅炉机组的蒸发量比例分配（2）按机组总效率最高的原则分配（3）按燃料消耗量微增率相等的原则分配第三种方法分配负荷最经济，但是多变的运行方式要求运行人员有较高的技术水平进行相当精确的调整，因此，在实用上也有一定限制。所以最常用的还是第二种方法，只是经济性稍差；运行与调节2、气温气压调节蒸汽质量的好坏，主要决定于气压和气温。气压过低将影响生产，过高则会危害设备的安全运行。正常气压是锅炉设计的工作压力，允许变动范围不大于工作压力的±0.05MPa；异常范围指超出工作压力的±0.15MPa；事故及危险范围是指气压超出工作压力的±0.25MPa；负荷增高时，加强引风，加大送风和燃料；负荷降低，减送风和燃料，然后减少引风，这样做比较安全；出于某种原因，锅炉气温气压突然变化，必须及时调节；但是首先要判明情况，再进行有针对性的操作；1、负荷分配运行与调节2、气温气压调节3、非设计工况运行（1）负荷变化（2）给水温度变化（3）过量空气系数变化（4）燃料品质的变化运行与调节4、运行中的重要操作（1）水位水位正常时保证锅炉安全经济运行的重要条件；水位过高引起蒸汽品质不良，水位过低，可能造成严重事故；正常水位即是主锅筒中心线之下约30MM处；当今工业锅炉都采用了给水自动调节装置，但仍需加强对自动调节装置的检查；（2）吹灰蒸汽吹灰前必须暖管；吹灰时加大炉室负压50-70Pa；先吹高温采热面，后吹低温受热面；启动时、燃烧不稳定时不吹灰，停炉前一定要吹灰，发生不正常现象时停止吹灰；3、非设计工况运行运行与调节4、运行中的重要操作2、通用节能技术简介过渡页2、通用节能技术简介过渡页通用节能技术一、锅炉节能锅炉节能指锅炉在正常工作条件下，以最小的能耗，获得最大的效率。在锅炉上做到技术上可行，经济上合理，环境与社会可以接受，有效地利用能源资源。为了达到这个目的，要求从设计、制造、安装、改造到使用的全部过程中，获得更高的能源利用率。锅炉节能不是简单的能源消费量减少，更不应该影响社会活力、降低生产和生活水平。要力求以最少的能源消耗，获得最大的经济效益，为社会创造更多可供消费的财富，从而达到发展生产，改善生活的目的。也就是说，生产同样数量的产品或产值，要尽可能减少能源消耗量；或者以同样的能源消耗量，能生产出更多的产品或产值，这就是锅炉节能的基本概念。锅炉节能的基本概念通用节能技术一、锅炉节能锅炉节能的基本概念通用节能技术二、锅炉系统节能锅炉节能应包括锅炉应用系统节能。锅炉应用系统是个完整而复杂的大系统，总体上由水（热介质）、电、燃料供应系统；锅炉房内主辅设备系统；热量输配系统；终端应用系统等四个主要系统组成。锅炉系统节能，一方面提高锅炉热效率、强化燃烧、加强管理降低能源消耗量，属于供应系统和锅炉房内主辅设备的节能；另一方面改善管道保温、回收凝结水余热、调整用汽设备的结构等以减少能源消耗量，属于热量输配系统和终端用户系统的节能。锅炉节能的基本概念通用节能技术二、锅炉系统节能锅炉节能的基本概念为什么要对工业锅炉节能通用节能技术为什么要对工业锅炉节能通用节能技术2001~2010年工业锅炉总体状况年份数量（万台）总容量（万蒸吨）平均容量（吨/台）耗煤（亿吨）2001531202.262~3200555.31903.445.7200856.88294.55.176.4201060.123485.7372010年全国消耗22亿吨标煤，工业锅炉占1/3，是公认的“煤老虎”数据来源，科技论文、统计数据、专家演讲，2010年总容量根据09/10年锅炉产量及淘汰量估算，供参考容量小耗煤多工业锅炉节能潜力巨大通用节能技术2001~2010年工业锅炉总体状况年份数量总容量平均容量耗

工业锅炉效率低下燃煤工业锅炉设计效率大约为72~80%实际平均运行效率只有60~65%比国际平均水平低15~20%如果热效率整体提高15%（65%→80%）每年可节约1.3亿吨以上的燃煤工业锅炉节能潜力巨大通用节能技术工业锅炉效率低下如果热效率整体提高15%（65%→80%）通用节能技术节能技术方式节能率名称给煤装置改造炉拱改造