鞏義市第五耐火材料廠節能改造分析

趙娜

(開封市豫生熱力設備有限公司,河南 開封 475000)

鞏義市第五耐火材料廠節能改造分析

趙娜

(開封市豫生熱力設備有限公司,河南 開封 475000)

本文介紹了鞏義市第五耐火材料廠的能源利用基本情況,以其中一個分廠為例(其余各分廠情況大同小異),經過現場考察和具體分析計算,討論了該廠是否需要進行節能改造以及改造后預計可達到的效果。

隧道窯;余熱利用;節能改造

河南省是我國三大耐火材料生產基地之一,耐火材料為鞏義市支柱產業之一,該地區大部分耐材企業工藝裝備落后,能源消耗較高,環境污染嚴重。本文以鞏義市第五耐火材料廠為研究對象,對該廠進行節能改造分析。該廠主要經營熱風爐和高爐用耐火材料,下設八個分廠,一個研究所和一個檢測中心,目前幾乎沒有節能改造項目,2010年全廠年原煤總耗量近53 849.65t,折標準煤48 157.74t,節能改造潛力巨大［1］。

1 基本情況及主要設備參數

第五耐火材料廠下轄八個分廠,目前全廠共有5條隧道窯、6條梭式窯。其各個分廠之間相距不遠,結構布局和生產管理狀況也大致相似。如果進行節能改造,各分廠之間可用管網相互連接,可將余熱利用裝置(如余熱鍋爐)布置在合理位置,某兩個或三個分廠共用,節省設備投資?，F以四分廠為例,對其節能改造潛力進行針對性的分析。四分廠廠區內有耐火磚加工成型車間,職工洗浴中心,辦公樓；區外為居民區,附近有中專學校和當地政府辦公樓,2公里處有五耐旗下的青龍溫泉大酒店。目前四分廠有1條隧道窯、6條梭式窯。廠區消耗的原煤全部用于煤氣發生爐,產生的煤氣用于隧道窯、梭式窯等燒成設備。煤氣在窯爐中燃燒,生成的煙氣一部分通往烘干窯,一部分則直接對空排放,煙氣余熱沒有得到充分利用,不僅嚴重浪費能源,對周圍環境也造成了嚴重的污染。四分廠的節能改造主要在隧道窯的冷卻帶、預熱帶,可在冷卻帶和預熱帶加裝余熱回收裝置,將窯墻增加敷設保溫材料,進行保溫改造。余熱利用主要在以下幾點：第一,耐火磚加工車間冬季供暖。第二,在窯爐排煙口加裝熱管換熱器,利用煙氣余熱制取熱水。熱水主要用于冬季供暖和洗浴用水。初步考察結果顯示,四分廠附近的中專學校、政府辦公樓以及青龍大酒店都在供暖和洗浴用水的輸送范圍之內。第三,利用余熱型溴化鋰機組制取冷量,除了供給廠區辦公樓用,余量可以外供給附近。第四,利用煙氣余熱加熱煤氣,提高了窯爐爐膛溫度,在保持當前產量不變的情況下可以節省煤氣,同時也提高了煤氣的濃度,可以使燃燒更完全。第五,加裝余熱鍋爐,利用窯爐煙氣余熱制取蒸汽,制取的蒸汽自用或外供給其他用戶。

項目基本參數：

圖1 四分廠隧道窯基本情況圖

圖1中,1#風機為冷卻風機,抽取介質為常溫空氣,流量16 156一30 993m3/h,全壓2 104一1 400Pa,電機功率18.5kW,介質溫度20℃,介質密度1.2kg/m3；2#風機為抽熱風機,抽取介質為高溫煙氣,風機進口處開有擋板,以利于高溫煙氣與常溫空氣混合,降低煙氣溫度使風機正常運行,風機出口管道溫度表顯示溫度110℃,風機流量為16 156一30 9933m3/h,全壓1 303一868Pa,電機功率15kW,介質溫度200℃,介質密度0.745kg/m3；3#風機為急冷風機,抽取介質為常溫空氣,流量1 610一3 488m3/h,全壓5 697一5 080Pa,電機功率11kW,介質溫度20℃,介質密度1.2kg/m3；4#風機為助燃風機,抽取介質冷卻帶熱風,風機進口處開有擋板,擋板可調整風機進口流量的大??；5#風機為烘干窯排煙風機,抽取介質為煙氣,外接煙囪排空。6#風機,抽取介質為窯頭煙氣,流量35 052一44 128m3/h,電機功率30kW,工作溫度250℃,工作時兩臺風機全開；7#風機為攪拌風機,抽取介質為高溫煙氣,增加窯內煙氣氣流擾動,流量5 020一15 129m3/h,全壓3 364一2 452Pa,電機功率18.5kW,介質溫度200℃,介質密度0.742kg/m3；8#風機為窯車車輪冷卻風機,抽取介質為常溫空氣,用以冷卻。這6條梭式窯,工作模式為間歇式開啟,按3條常開計算。梭式窗風機流量60 533m3/h,工作溫度400℃,介質密度0.742kg/m3。

2 節能改造工程建成后預計節能效果

下面以四分廠為例,進行節能量計算,四分廠有1條隧道窯,6條梭式窯,其中6條梭式窯有3條全開。

2.1 隧道窯冷卻帶改造后的節能量。窯尾抽熱風機流量為30 993m3/s,按40%煙氣含量計算,煙氣溫度600℃,介質密度0.742kg/m3,煙氣的平均比熱取經驗值1.122kJ/ kg·℃,通過余熱回收裝置后,節能量為:(600一100)×1.122× 30 993×0.742×0.4=5 160 483kJ/h,標煤的發熱量按29 302kJ/kg,窯尾抽熱風機節能量折合標煤0.176t/h。

2.2 隧道窯預熱帶節能改造后的節能量。預熱帶有兩臺風機,每臺流量為44 128m3/s,按40%煙氣含量計算,煙氣溫度450℃,介質密度0.742kg/m3,煙氣的比熱為1.122kJ/kg·℃,通過余熱回收裝置后,節能量為(450一130)×1.122×44 128×0.742×2×0.4=9 321 008kJ/h,標煤的發熱量按29 302kJ/kg,窯尾抽熱風機節能量折合標煤0.318t/h。

2.3 隧道窯窯墻改造后的節能量。隧道窯外墻無保溫隔熱層,熱量散失嚴重,現對窯體進行加裝隔熱層改造。窯體面積為110×1.6×2+1 102.36=611.6m2,改造前窯墻平均溫度為80℃,在此溫度下窯墻的散熱量取經驗值為841W/m2,改造后窯墻的平均溫度50℃,在此溫度下窯墻的散熱量取經驗值為410W/m2,改造后窯墻墻體的每小時的節能量為3 600×(841一410)×611.6=805 590kJ/h,標煤的發熱量按29302kJ/kg,折合標煤0.032t/h。由以上計算得：四分廠隧道窯改造后一共可節省標煤(0.176+ 0.318+0.032)×8 000=4 208t

2.4 梭式窯改造后的節能量。四分廠共有6個梭式窯,按3個全開計算。梭式窗風機流量60 533m3/s,工作溫度400℃,介質密度0.742kg/m3,煙氣的比熱為1.122kJ/ kg·℃,通過余熱回收后節能量為(400一130)×1.122×60 533×0.742×0.43=16 328 036kJ/h,標煤的發熱量按29302kJ/kg,梭式窯節能量折合標煤0.557t/h,每年節能量8 000×0.557=4 456t。單以四分廠1條隧道窯、6條梭式窯計算,節能改造后每年可節省8 664t標煤?？倧S共有5條隧道窯(另四條都比四分廠的型號大)、6條梭式窯,預計節能改造后每年節省4 208×5+4 456=25 496t標煤。

目前我國政策大力支持節能改造,根據《節能技術改造財政獎勵資金管理辦法》(財建〔2011〕367號)的有關規定,該項目符合國家節能技術改造獎勵政策范疇,企業可就本項目改造申請國家節能獎勵資金。

3 結論

通過上述分析可以看出,該廠進行節能改造后,不但可節省全廠生產成本、減輕環境污染；可以利用余熱給廠區冬季提供供暖、提供企業職工洗浴用水、供應給附近用戶蒸汽和熱水,為工廠增加額外收入、還可申請政府資金獎勵,可謂一舉數得。因此,認真考慮在全廠范圍內進行節能改造,通過合理規劃將節能潛力盡數發揮,利用廠區地理優勢最大化減少投資,增進收益,對該廠意義重大。

［1］GB/T13234一2009企業節能量計算方法［S］.中國標準出版社,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

趙娜(1984.2一),女,本科,助理工程師,研究方向:熱能與動力工程。