供热系统余热回收利用及锅炉经济合理运行分析

肖 兵

(辽源矿业(集团)有限责任公司,吉林 辽源136201)

蒸汽在用户前端放热时,蒸汽凝结,释放处与同温度下汽化潜热等量的热量。蒸汽在凝结过程中温度保持不变,这个特性使蒸汽特别适合那些需要恒定加热温度的工艺过程。而且蒸汽凝结换热系数大,是一种高效换热方式,这是蒸汽被广泛应用的一个重要原因。锅炉凝结水回收利用可以回收相当一部分热量,起到节约燃料和节约水资源的双重效果。

1 凝结水回收与利用的基本原则

(1)在供热系统中,凡是蒸汽间接加热产生的凝结水都应加以回收利用,而且要注意回收利用的品质。对于用户较多且用汽参数不一致的复杂凝结水,回收系统必须合理设计,加强凝结水回收管理,保证绝大部分凝结水都能高质量的回收。

(2)对于加热有毒及有强腐蚀性溶液的凝结水,回收系统必须十分慎重,避免因为被加热溶液腐蚀凝结水管路或渗漏造成被加热的有毒或强腐蚀溶液进入凝结水管道内,为此需要采取一些特殊的措施。

(3)对于含油的凝结水,需要先进行除油处理,其水质符合锅炉给水水质标准要求方可返回锅炉,在供热系统中确实无法回收的冷凝水,在排放中也要注意其温度和成分,采取必要的措施进行相应的处理,以避免造成设施损坏或环境污染。

2 冷凝水回收系统中空气及二氧化碳气体的危害

凝结水管内充满着空气,疏水点(加热设备或暖气疏水处)与疏水阀之间的压差小,所以凝结水只能借助于重力流动,凝结水把空气赶向疏水阀,如疏水阀不能很快地排除空气或采用不能排除空气的疏水阀而又不采取任何措施,大量的空气短时间在疏水点与疏水阀(包括疏水阀内腔)之间形成空气塞,称为汽阻。

3 工业锅炉经济运行合理分析

如果要给锅炉下一个定义,那么应该表述为：锅炉是这样一种换热设备,他通过燃料的燃烧,是燃料中的化学能转变为热能,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。

我国生产的煤炭有1/3用于工业及生活锅炉,火力发电和工业生产需要燃烧燃料,也就需要锅炉。

锅炉效率的高低,与燃烧、运行调整、锅炉参数和余热回收利用等许多因素有关。

3.1 提高锅炉毛效率的有效途径

(1)提高锅炉的燃烧效率,他是表明燃料完全燃烧的程度,要想提高锅炉的燃烧效率,就必须设法调整和组织好炉内的燃烧工况,使燃料充分燃烧;燃料充分燃烧有三个必须条件,一是要有足够的空气量,燃料与空气要充分混合;二是要有燃料着火所必须的温度,这就要求有足够的炉膛温度;三是要有燃料与氧所必需的反应时间,这就要求燃料在炉内停留一定的时间,根据这三个条件,就必须采取如下措施以强化燃烧。

①合理送风和风量调节。

②控制炉膛过量空气系数。

③维持炉膛高温。

(2)降低排烟温度。

目前我国工业锅炉排烟温度过高,是锅炉热效率偏低的主要原因之一。

(3)控制排烟处的过量空气系数。

(4)锅炉保持在额定负荷下运行。

(5)锅炉给水软化处理和冷凝水回收。

(6)加强保温、堵漏、防泄、防冒。

3.2 提高锅炉经效率的途径

对于工业锅炉来说,锅炉效率偏低的主要原因是由锅炉排烟损失与机械不完全燃烧所造成的。从目前已鉴定的锅炉热工测试结果可知,锅炉排烟损失与机械不完全燃烧损失占锅炉总损失量的80%以上。造成这一损失的主要原因是过量空气系数偏大。实际空气量为理论空气量与过量空气量之和。

(1)从运行锅炉的热损失与烟气量的关系来分析。(2)加装空气预热器。

二斜井2#、3#锅炉都装有空气预热器,因为我国锅炉设计时的热效率都是比较高的,通常可达75%－80%,但是实际测试时要比设计热效率低8%－10%以上,热效率降低的主要原因是由于锅炉排烟温度升高,过量空气系数过大以及灰渣含碳量过高所引起,也就是主要是因为锅炉排烟损失和机械不完全燃烧热损失增加所引起。

提高工业锅炉运行热效率的关键是提高炉膛和煤层温度,同时能充分利用锅炉排烟的余热。因此,在锅炉尾部加装空气预热器是一个非常有效的措施。

(3)改造炉排。

(4)炉拱及炉膛的改进。

(5)改造配风装置,减小炉排横向配风不均匀性,侧密封结构的改进、减小间隙,防止风室间纵向串风,同时加强风室间的密封。

能量消耗的比较：炉拱流动阻力所造成的功率消耗和二次风的理论功率都不大,但是二次风相对地要大一些,如果考虑到二次配风要另配二次风机,并要增加风管阻力,那么其功率消耗还要更大。

3.3 工业锅炉节能点火与稳燃技术

在工业锅炉的节能改造中,发展出了一些解决点火和实现稳燃的方法,这是为了节省大量的油料消耗。

所以说,工业锅炉的经济合理运行,是节能的关键所在。

总之,若不及时排除系统的空气及二氧化碳气体,就会降低设备的传热效率,延长加热时间,形成气阻,干扰热量分配,影响疏水阀的正常工作,对管道和设备产生腐蚀,所以凝结水系统中空气及二氧化碳气体的排除与回收凝结水有同等的重要性。另外,对工业锅炉经济合理运行是关键所在。