巩义市第五耐火材料厂节能改造分析

赵娜

(开封市豫生热力设备有限公司,河南 开封 475000)

巩义市第五耐火材料厂节能改造分析

赵娜

(开封市豫生热力设备有限公司,河南 开封 475000)

本文介绍了巩义市第五耐火材料厂的能源利用基本情况,以其中一个分厂为例(其余各分厂情况大同小异),经过现场考察和具体分析计算,讨论了该厂是否需要进行节能改造以及改造后预计可达到的效果。

隧道窑;余热利用;节能改造

河南省是我国三大耐火材料生产基地之一,耐火材料为巩义市支柱产业之一,该地区大部分耐材企业工艺装备落后,能源消耗较高,环境污染严重。本文以巩义市第五耐火材料厂为研究对象,对该厂进行节能改造分析。该厂主要经营热风炉和高炉用耐火材料,下设八个分厂,一个研究所和一个检测中心,目前几乎没有节能改造项目,2010年全厂年原煤总耗量近53 849.65t,折标准煤48 157.74t,节能改造潜力巨大［1］。

1 基本情况及主要设备参数

第五耐火材料厂下辖八个分厂,目前全厂共有5条隧道窑、6条梭式窑。其各个分厂之间相距不远,结构布局和生产管理状况也大致相似。如果进行节能改造,各分厂之间可用管网相互连接,可将余热利用装置(如余热锅炉)布置在合理位置,某两个或三个分厂共用,节省设备投资。现以四分厂为例,对其节能改造潜力进行针对性的分析。四分厂厂区内有耐火砖加工成型车间,职工洗浴中心,办公楼；区外为居民区,附近有中专学校和当地政府办公楼,2公里处有五耐旗下的青龙温泉大酒店。目前四分厂有1条隧道窑、6条梭式窑。厂区消耗的原煤全部用于煤气发生炉,产生的煤气用于隧道窑、梭式窑等烧成设备。煤气在窑炉中燃烧,生成的烟气一部分通往烘干窑,一部分则直接对空排放,烟气余热没有得到充分利用,不仅严重浪费能源,对周围环境也造成了严重的污染。四分厂的节能改造主要在隧道窑的冷却带、预热带,可在冷却带和预热带加装余热回收装置,将窑墙增加敷设保温材料,进行保温改造。余热利用主要在以下几点：第一,耐火砖加工车间冬季供暖。第二,在窑炉排烟口加装热管换热器,利用烟气余热制取热水。热水主要用于冬季供暖和洗浴用水。初步考察结果显示,四分厂附近的中专学校、政府办公楼以及青龙大酒店都在供暖和洗浴用水的输送范围之内。第三,利用余热型溴化锂机组制取冷量,除了供给厂区办公楼用,余量可以外供给附近。第四,利用烟气余热加热煤气,提高了窑炉炉膛温度,在保持当前产量不变的情况下可以节省煤气,同时也提高了煤气的浓度,可以使燃烧更完全。第五,加装余热锅炉,利用窑炉烟气余热制取蒸汽,制取的蒸汽自用或外供给其他用户。

项目基本参数：

图1 四分厂隧道窑基本情况图

图1中,1#风机为冷却风机,抽取介质为常温空气,流量16 156一30 993m3/h,全压2 104一1 400Pa,电机功率18.5kW,介质温度20℃,介质密度1.2kg/m3；2#风机为抽热风机,抽取介质为高温烟气,风机进口处开有挡板,以利于高温烟气与常温空气混合,降低烟气温度使风机正常运行,风机出口管道温度表显示温度110℃,风机流量为16 156一30 9933m3/h,全压1 303一868Pa,电机功率15kW,介质温度200℃,介质密度0.745kg/m3；3#风机为急冷风机,抽取介质为常温空气,流量1 610一3 488m3/h,全压5 697一5 080Pa,电机功率11kW,介质温度20℃,介质密度1.2kg/m3；4#风机为助燃风机,抽取介质冷却带热风,风机进口处开有挡板,挡板可调整风机进口流量的大小；5#风机为烘干窑排烟风机,抽取介质为烟气,外接烟囱排空。6#风机,抽取介质为窑头烟气,流量35 052一44 128m3/h,电机功率30kW,工作温度250℃,工作时两台风机全开；7#风机为搅拌风机,抽取介质为高温烟气,增加窑内烟气气流扰动,流量5 020一15 129m3/h,全压3 364一2 452Pa,电机功率18.5kW,介质温度200℃,介质密度0.742kg/m3；8#风机为窑车车轮冷却风机,抽取介质为常温空气,用以冷却。这6条梭式窑,工作模式为间歇式开启,按3条常开计算。梭式窗风机流量60 533m3/h,工作温度400℃,介质密度0.742kg/m3。

2 节能改造工程建成后预计节能效果

下面以四分厂为例,进行节能量计算,四分厂有1条隧道窑,6条梭式窑,其中6条梭式窑有3条全开。

2.1 隧道窑冷却带改造后的节能量。窑尾抽热风机流量为30 993m3/s,按40%烟气含量计算,烟气温度600℃,介质密度0.742kg/m3,烟气的平均比热取经验值1.122kJ/ kg·℃,通过余热回收装置后,节能量为:(600一100)×1.122× 30 993×0.742×0.4=5 160 483kJ/h,标煤的发热量按29 302kJ/kg,窑尾抽热风机节能量折合标煤0.176t/h。

2.2 隧道窑预热带节能改造后的节能量。预热带有两台风机,每台流量为44 128m3/s,按40%烟气含量计算,烟气温度450℃,介质密度0.742kg/m3,烟气的比热为1.122kJ/kg·℃,通过余热回收装置后,节能量为(450一130)×1.122×44 128×0.742×2×0.4=9 321 008kJ/h,标煤的发热量按29 302kJ/kg,窑尾抽热风机节能量折合标煤0.318t/h。

2.3 隧道窑窑墙改造后的节能量。隧道窑外墙无保温隔热层,热量散失严重,现对窑体进行加装隔热层改造。窑体面积为110×1.6×2+1 102.36=611.6m2,改造前窑墙平均温度为80℃,在此温度下窑墙的散热量取经验值为841W/m2,改造后窑墙的平均温度50℃,在此温度下窑墙的散热量取经验值为410W/m2,改造后窑墙墙体的每小时的节能量为3 600×(841一410)×611.6=805 590kJ/h,标煤的发热量按29302kJ/kg,折合标煤0.032t/h。由以上计算得：四分厂隧道窑改造后一共可节省标煤(0.176+ 0.318+0.032)×8 000=4 208t

2.4 梭式窑改造后的节能量。四分厂共有6个梭式窑,按3个全开计算。梭式窗风机流量60 533m3/s,工作温度400℃,介质密度0.742kg/m3,烟气的比热为1.122kJ/ kg·℃,通过余热回收后节能量为(400一130)×1.122×60 533×0.742×0.43=16 328 036kJ/h,标煤的发热量按29302kJ/kg,梭式窑节能量折合标煤0.557t/h,每年节能量8 000×0.557=4 456t。单以四分厂1条隧道窑、6条梭式窑计算,节能改造后每年可节省8 664t标煤。总厂共有5条隧道窑(另四条都比四分厂的型号大)、6条梭式窑,预计节能改造后每年节省4 208×5+4 456=25 496t标煤。

目前我国政策大力支持节能改造,根据《节能技术改造财政奖励资金管理办法》(财建〔2011〕367号)的有关规定,该项目符合国家节能技术改造奖励政策范畴,企业可就本项目改造申请国家节能奖励资金。

3 结论

通过上述分析可以看出,该厂进行节能改造后,不但可节省全厂生产成本、减轻环境污染；可以利用余热给厂区冬季提供供暖、提供企业职工洗浴用水、供应给附近用户蒸汽和热水,为工厂增加额外收入、还可申请政府资金奖励,可谓一举数得。因此,认真考虑在全厂范围内进行节能改造,通过合理规划将节能潜力尽数发挥,利用厂区地理优势最大化减少投资,增进收益,对该厂意义重大。

［1］GB/T13234一2009企业节能量计算方法［S］.中国标准出版社,2009.

Analysis on Energy-saving Retrofit of the Fifth Refractory Plantin Gongyi City

Zhao Na
(Kaifeng Yusheng Thermal Power Equipment Co.,Ltd.Kaifeng Henan 475000)

This paper introduces the basic situation of energy using in the fifth refractory plant in Gongyi City,taking a branch as an example(the rest branches with similar situation),through on一site inspection,and specific analysis and calculation,whethertheplantneedstocarryoutenergy一savingretrofitandtheexpectedeffectthatcan beachieved arediscussed.

tunnel kiln;waste heat utilization;energy一saving retrofit

TQ171

A

1003一5168(2015)07一0138一2

2015一6一14

赵娜(1984.2一),女,本科,助理工程师,研究方向:热能与动力工程。