龍巖工業鍋爐節能淺析

蘇衍坤

(福建省特種設備檢驗院龍巖分院節能中心,364000)

龍巖工業鍋爐節能淺析

蘇衍坤

(福建省特種設備檢驗院龍巖分院節能中心,364000)

針對龍巖工業鍋爐區域性現狀,對分層燃燒技術、高效率虹吸負壓式冷凝水回收系統技術、給水預熱器技術和熱載體爐蒸汽發生器技術應用進行簡要評估推廣。

龍巖;工業鍋爐;節能改造技術

1 背景

隨著全球對氣候變暖的關注及能源危機的加劇,節能減排已成為時代的主題和潮流。在我國,“十一五”規劃已明確期間節能 20%,污染減排 10%,而作為能源消耗大戶的工業鍋爐,年耗煤炭占煤炭總產量的三分之一左右,由于普遍存在熱效率低,能源浪費嚴重,已被列為“十一五”部署的十大重點節能工程之首。龍巖市地處福建省西部,通稱閩西,是海峽西岸經濟區延伸兩翼、對接兩洲、拓展腹地的交通樞紐與重要通道,也是全國著名的客家人聚集地和革命老區。改革開發以來,龍巖市利用其優越的地理條件和豐富的礦產資源,工業經濟進入快速發展期,截至目前全市在用鍋爐約一千二百多臺,蒸發量 2T/h以上的工業鍋爐占有三分之一多,其中列為高耗能企業的有 114家,工業鍋爐的節能減排呼聲已越來越高,節能減排布置也正在有序的展開。

2 龍巖地區工業鍋爐現狀

龍巖因其特殊的地理環境,工業鍋爐的現狀具有地區特點,主要表現在以下幾個方面:①龍巖地廣物博,工業鍋爐布置較為分散,管理難以到位。②龍巖地處山區,水質硬度高,極易結垢,導致鍋爐傳熱惡化,破壞率高。龍巖每年因水垢問題導致鍋爐報廢和重大維修上百臺,水質已成導致鍋爐損耗的首要問題。③龍巖盛產優質無煙煤,熱值高但不易完全燃燒。龍巖燃煤工業鍋爐基本采用本地產無煙煤,燃料不完全燃燒熱損失大,燃料浪費率高。④龍巖用戶企業對鍋爐房管理不重視,設備完好率低,基本采用手工操作,熱效率低下。

龍巖工業鍋爐的主體是層燃爐,實際運行中由于忽視鍋爐尾部受熱面的水垢、煙垢、集灰、漏風等現象,造成受熱面熱阻大,傳熱效果差,導致排煙溫度高,有的甚至超過 250℃,過量空氣系數達到 2以上,排煙熱損失達到 20%以上;再加上化學不完全燃燒熱損失大大超標,余熱回收基本未被采用,從而導致鍋爐實際運行效率低下,有的還不到 50%。因此,龍巖工業鍋爐節能的空間還是巨大的,也是亟需采取措施推廣節能的。

3 龍巖工業鍋爐節能前景

目前在國內市場上,工業鍋爐各種節能技術應用已經相當成熟。用戶企業面對眾多紛呈的節能技術難以抉擇,因此,根據龍巖地區工業鍋爐的實際狀況,有針對性的對各個用戶企業的工業鍋爐進行性價比最優化的節能技術改造,使得用戶企業認識到暫時的投入可以收效長遠的利益,才能成功推動龍巖地區工業鍋爐的節能減排工作實質性拓展。下面分析的四項節能技術,目前在龍巖地區已有成功推廣案例,并取得了明顯成效。在這里參照泉州鍋檢所節能中心的節能評估,希望能拋磚引玉,在龍巖地區有針對性的推廣和普及工業鍋爐節能技術應用。

3.1 鏈條爐分層燃燒裝置節能技術改造 鏈條爐煤倉給煤時容易使燃料布置無序密實而導致煤層透氣性差,通風阻力大,鼓、引風機電耗增加,爐排上通風分布不均勻易形成“火口”,燃煤不易燒透,煤渣含碳量高,導致鍋爐效率和出力都下降。該節能本技術集布煤器與疏煤器于一體,安裝于鍋爐爐排前上方 (取代原加煤斗)。燃煤在節煤裝置儲倉內經煤量調節閘板調控,通過轉動的疏煤器疏松煤塊,散播在滾筒布煤器上,由布煤器將燃煤通過分層分粒裝置均勻分送到運行的爐排上,形成大塊煤在下部、中塊煤在中部、小塊煤在上部的均勻平整、松散透氣的煤層,減少了通風阻力,增加了單位面積的通風量,能使燃煤在爐膛內燃燒更充分、更均勻,降低了因引風而帶來的熱損耗,提高了爐膛燃煤的燃燒效率和燃煤的燃燼率,從而達到節能目的。目前龍巖地區蒸發量2T/h以上的鏈條爐有 52臺,僅有一家采用了分層燃燒裝置。根據泉州鍋檢所節能中心的節能評估 (改造前后實地數據采集分析),采用該技術可以使煤渣平均含碳量降低 17.8%;平均噸煤產汽量增加 8.6%。按蒸發量 6t/h的鏈條爐來估計:分層燃燒裝置技術改造投入約 6萬元,按每天燃煤 20t,全年運行 300天計,則全年可節煤:20＊300＊8.6%=516t,每噸煤按 500元計,則全年可節約資金 516＊500=25.8萬元,投入與收效顯而易見。

3.2 高效率虹吸負壓式冷凝水回收工藝 高效率虹吸負壓式冷凝水回收系統采用全不銹鋼制作,主要組成部分為回收桶、高壓回收泵、助泵。其工作原理是將蒸汽冷凝水通過助泵,吸到回收桶,再由高壓回收泵通過虹吸負壓原理打入蒸汽鍋爐 (如下圖所示)。因蒸汽汽凝結水溫度一般在 100℃-120℃左右,打入鍋爐后,鍋爐的運行直接由 100℃-120℃溫度工作,節約了常溫水 30℃左右到 120℃這段運行時間,從而獲得節省煤碳的效果。同時也降低了水資源的浪費,而且冷凝水品質如同蒸汽品質,極大改善了鍋爐給水品質,可以減少水垢的產生。

1—用熱設備;2—疏水器;3—回水器;4—凝結水泵。

5—射水抽汽器;6—除氧器;7—除氧給水泵;8—鍋爐。

(圖中虛線框內為密閉式凝結水回收系統)

龍巖部分工業鍋爐用戶企業基本只是將冷凝水回收至水池,由給水泵打入鍋爐,中間過程仍存在較大的損失,也污染了冷凝水的品質。根據泉州鍋檢所節能中心的節能評估(采用該工藝前后實地數據采集分析),采用該工藝每回收 1噸凝結水可減少的熱量損失 242846 kJ,節約煤約 14.06 Kg,減少鹽耗約0.12 Kg,節能成效顯著。

3.3 給水預熱器節能技術改造 在上面的分析中有提到,龍巖地區的工業鍋爐在實際運行中排煙溫度高,有的甚至超過 250℃,因此,充分、合理利用排煙余熱是工業鍋爐節能的一大舉措。如果將徑向熱管水預熱器的徑向管放置在由給水預熱器殼體構成的煙道中,熱管內管兩端伸出殼體,煙氣垂直徑向熱管從煙道流過,水從徑向熱管的內管里流過;煙氣與熱管外管及翅片接觸,與熱管內管完全隔開,熱管內管兩端與無縫彎頭之間的焊縫也完全在煙道外面。這樣的給水預熱器傳熱效率高,煙氣阻力小,使用安全可靠,使用壽命長。龍巖永定采善堂生物質提煉有限公司在技術改造時采用了該給水預熱器,排煙溫度顯著降低,給水溫度得到加熱提高,大大降低了耗煤量,節能效果顯著。

3.4 有機熱載體爐尾氣蒸汽發生器節能技術改造 龍巖目前有機熱載體爐約有 60臺,有機熱載體爐尾部煙氣溫度一般比較高,且大部分未進行充分利用,煙氣中所含熱量被白白排空,其所占比例一般為 25%左右,造成巨大浪費。如果在熱載體爐尾部加裝一臺蒸汽發生器,利用尾部較高的煙氣溫度,使其通過蒸汽發生器的熱管產生蒸汽,用于生產、生活用汽即可達到節能成效。根據泉州鍋檢所節能中心的節能評估,采用該技術可降低排煙溫度約 120℃,除稍微增大了引風機電流損耗外,產生的蒸汽量收益在一年內便可抵消技術改造的投資,節能空間巨大。

綜上所述,采用以上各項工業鍋爐節能技術改造后,可以較大幅度地節約燃料的損耗。但各項節能技術各有各的特點,采取何種措施應結合企業的實際需要、鍋爐的實際狀況及燃料、水質等進行合理優化選擇,最大限度地實現節能效果,為企業帶來經濟效益。

4 結束語

一般來說用戶企業對工業鍋爐的節能應包括:一是完善管理,建立能耗考核制度。二是加強水處理防垢、除垢,提高水質,減少水垢。三是加強鍋爐的保養,優化燃料,合理燃燒。四是回收鍋爐的冷凝水加以綜合利用,提升熱效率。五是推廣新型節能技術的應用,減少熱損失。當然,工業鍋爐的節能并不僅僅只是采取如上述的節能技術改造措施,更多的在于用戶企業的重視、管理制度的完善、人員素質的提高。只有各方面綜合同步作用,龍巖地區工業鍋爐的節能才能達到最終的目的。

[1]張海英、劉國華.中小型工業鍋爐節能改造技術淺談.硅谷,2009,5

[2]賴艷華.分層燃燒技術機理分析與應用.鍋爐技術,2000.04

[3]陳亦惠,沈青.節能與環保 -鍋爐節能與技術改造.航空工業出版社,1996

[4]泉州市鍋爐節能檢測中心.工業鍋爐節能技術改造評估,2009

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1003-3467(2010)04-0066-02