龙岩工业锅炉节能浅析

苏衍坤

(福建省特种设备检验院龙岩分院节能中心,364000)

龙岩工业锅炉节能浅析

苏衍坤

(福建省特种设备检验院龙岩分院节能中心,364000)

针对龙岩工业锅炉区域性现状,对分层燃烧技术、高效率虹吸负压式冷凝水回收系统技术、给水预热器技术和热载体炉蒸汽发生器技术应用进行简要评估推广。

龙岩;工业锅炉;节能改造技术

1 背景

随着全球对气候变暖的关注及能源危机的加剧,节能减排已成为时代的主题和潮流。在我国,“十一五”规划已明确期间节能 20%,污染减排 10%,而作为能源消耗大户的工业锅炉,年耗煤炭占煤炭总产量的三分之一左右,由于普遍存在热效率低,能源浪费严重,已被列为“十一五”部署的十大重点节能工程之首。龙岩市地处福建省西部,通称闽西,是海峡西岸经济区延伸两翼、对接两洲、拓展腹地的交通枢纽与重要通道,也是全国著名的客家人聚集地和革命老区。改革开发以来,龙岩市利用其优越的地理条件和丰富的矿产资源,工业经济进入快速发展期,截至目前全市在用锅炉约一千二百多台,蒸发量 2T/h以上的工业锅炉占有三分之一多,其中列为高耗能企业的有 114家,工业锅炉的节能减排呼声已越来越高,节能减排布置也正在有序的展开。

2 龙岩地区工业锅炉现状

龙岩因其特殊的地理环境,工业锅炉的现状具有地区特点,主要表现在以下几个方面:①龙岩地广物博,工业锅炉布置较为分散,管理难以到位。②龙岩地处山区,水质硬度高,极易结垢,导致锅炉传热恶化,破坏率高。龙岩每年因水垢问题导致锅炉报废和重大维修上百台,水质已成导致锅炉损耗的首要问题。③龙岩盛产优质无烟煤,热值高但不易完全燃烧。龙岩燃煤工业锅炉基本采用本地产无烟煤,燃料不完全燃烧热损失大,燃料浪费率高。④龙岩用户企业对锅炉房管理不重视,设备完好率低,基本采用手工操作,热效率低下。

龙岩工业锅炉的主体是层燃炉,实际运行中由于忽视锅炉尾部受热面的水垢、烟垢、集灰、漏风等现象,造成受热面热阻大,传热效果差,导致排烟温度高,有的甚至超过 250℃,过量空气系数达到 2以上,排烟热损失达到 20%以上;再加上化学不完全燃烧热损失大大超标,余热回收基本未被采用,从而导致锅炉实际运行效率低下,有的还不到 50%。因此,龙岩工业锅炉节能的空间还是巨大的,也是亟需采取措施推广节能的。

3 龙岩工业锅炉节能前景

目前在国内市场上,工业锅炉各种节能技术应用已经相当成熟。用户企业面对众多纷呈的节能技术难以抉择,因此,根据龙岩地区工业锅炉的实际状况,有针对性的对各个用户企业的工业锅炉进行性价比最优化的节能技术改造,使得用户企业认识到暂时的投入可以收效长远的利益,才能成功推动龙岩地区工业锅炉的节能减排工作实质性拓展。下面分析的四项节能技术,目前在龙岩地区已有成功推广案例,并取得了明显成效。在这里参照泉州锅检所节能中心的节能评估,希望能抛砖引玉,在龙岩地区有针对性的推广和普及工业锅炉节能技术应用。

3.1 链条炉分层燃烧装置节能技术改造 链条炉煤仓给煤时容易使燃料布置无序密实而导致煤层透气性差,通风阻力大,鼓、引风机电耗增加,炉排上通风分布不均匀易形成“火口”,燃煤不易烧透,煤渣含碳量高,导致锅炉效率和出力都下降。该节能本技术集布煤器与疏煤器于一体,安装于锅炉炉排前上方 (取代原加煤斗)。燃煤在节煤装置储仓内经煤量调节闸板调控,通过转动的疏煤器疏松煤块,散播在滚筒布煤器上,由布煤器将燃煤通过分层分粒装置均匀分送到运行的炉排上,形成大块煤在下部、中块煤在中部、小块煤在上部的均匀平整、松散透气的煤层,减少了通风阻力,增加了单位面积的通风量,能使燃煤在炉膛内燃烧更充分、更均匀,降低了因引风而带来的热损耗,提高了炉膛燃煤的燃烧效率和燃煤的燃烬率,从而达到节能目的。目前龙岩地区蒸发量2T/h以上的链条炉有 52台,仅有一家采用了分层燃烧装置。根据泉州锅检所节能中心的节能评估 (改造前后实地数据采集分析),采用该技术可以使煤渣平均含碳量降低 17.8%;平均吨煤产汽量增加 8.6%。按蒸发量 6t/h的链条炉来估计:分层燃烧装置技术改造投入约 6万元,按每天燃煤 20t,全年运行 300天计,则全年可节煤:20＊300＊8.6%=516t,每吨煤按 500元计,则全年可节约资金 516＊500=25.8万元,投入与收效显而易见。

3.2 高效率虹吸负压式冷凝水回收工艺 高效率虹吸负压式冷凝水回收系统采用全不锈钢制作,主要组成部分为回收桶、高压回收泵、助泵。其工作原理是将蒸汽冷凝水通过助泵,吸到回收桶,再由高压回收泵通过虹吸负压原理打入蒸汽锅炉 (如下图所示)。因蒸汽汽凝结水温度一般在 100℃-120℃左右,打入锅炉后,锅炉的运行直接由 100℃-120℃温度工作,节约了常温水 30℃左右到 120℃这段运行时间,从而获得节省煤碳的效果。同时也降低了水资源的浪费,而且冷凝水品质如同蒸汽品质,极大改善了锅炉给水品质,可以减少水垢的产生。

1—用热设备;2—疏水器;3—回水器;4—凝结水泵。

5—射水抽汽器;6—除氧器;7—除氧给水泵;8—锅炉。

(图中虚线框内为密闭式凝结水回收系统)

龙岩部分工业锅炉用户企业基本只是将冷凝水回收至水池,由给水泵打入锅炉,中间过程仍存在较大的损失,也污染了冷凝水的品质。根据泉州锅检所节能中心的节能评估(采用该工艺前后实地数据采集分析),采用该工艺每回收 1吨凝结水可减少的热量损失 242846 kJ,节约煤约 14.06 Kg,减少盐耗约0.12 Kg,节能成效显著。

3.3 给水预热器节能技术改造 在上面的分析中有提到,龙岩地区的工业锅炉在实际运行中排烟温度高,有的甚至超过 250℃,因此,充分、合理利用排烟余热是工业锅炉节能的一大举措。如果将径向热管水预热器的径向管放置在由给水预热器壳体构成的烟道中,热管内管两端伸出壳体,烟气垂直径向热管从烟道流过,水从径向热管的内管里流过;烟气与热管外管及翅片接触,与热管内管完全隔开,热管内管两端与无缝弯头之间的焊缝也完全在烟道外面。这样的给水预热器传热效率高,烟气阻力小,使用安全可靠,使用寿命长。龙岩永定采善堂生物质提炼有限公司在技术改造时采用了该给水预热器,排烟温度显著降低,给水温度得到加热提高,大大降低了耗煤量,节能效果显著。

3.4 有机热载体炉尾气蒸汽发生器节能技术改造 龙岩目前有机热载体炉约有 60台,有机热载体炉尾部烟气温度一般比较高,且大部分未进行充分利用,烟气中所含热量被白白排空,其所占比例一般为 25%左右,造成巨大浪费。如果在热载体炉尾部加装一台蒸汽发生器,利用尾部较高的烟气温度,使其通过蒸汽发生器的热管产生蒸汽,用于生产、生活用汽即可达到节能成效。根据泉州锅检所节能中心的节能评估,采用该技术可降低排烟温度约 120℃,除稍微增大了引风机电流损耗外,产生的蒸汽量收益在一年内便可抵消技术改造的投资,节能空间巨大。

综上所述,采用以上各项工业锅炉节能技术改造后,可以较大幅度地节约燃料的损耗。但各项节能技术各有各的特点,采取何种措施应结合企业的实际需要、锅炉的实际状况及燃料、水质等进行合理优化选择,最大限度地实现节能效果,为企业带来经济效益。

4 结束语

一般来说用户企业对工业锅炉的节能应包括:一是完善管理,建立能耗考核制度。二是加强水处理防垢、除垢,提高水质,减少水垢。三是加强锅炉的保养,优化燃料,合理燃烧。四是回收锅炉的冷凝水加以综合利用,提升热效率。五是推广新型节能技术的应用,减少热损失。当然,工业锅炉的节能并不仅仅只是采取如上述的节能技术改造措施,更多的在于用户企业的重视、管理制度的完善、人员素质的提高。只有各方面综合同步作用,龙岩地区工业锅炉的节能才能达到最终的目的。

[1]张海英、刘国华.中小型工业锅炉节能改造技术浅谈.硅谷,2009,5

[2]赖艳华.分层燃烧技术机理分析与应用.锅炉技术,2000.04

[3]陈亦惠,沈青.节能与环保 -锅炉节能与技术改造.航空工业出版社,1996

[4]泉州市锅炉节能检测中心.工业锅炉节能技术改造评估,2009

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1003-3467(2010)04-0066-02