锅炉节能技术和工艺

  摘要:能源是人类杜会发展的物质基础,如今全球范围能源紧缺,人类不断的探索节能减排的措施,为未来的人类生活早做准备。工业锅炉在工业生产中发挥着重要的作用。由于设备的特殊性,其能耗问题日渐突出,近年来建设低碳社会的理念日渐深入,工业生产作为能源消耗最大的环节,自然也应在节能技术和工艺上做出创新。本文将对锅炉的节能技术和工艺展开分析,探讨锅炉能耗高、效率低的原因和问题,提出一些技术和工艺上的应用,以为锅炉设备的节能应用提供依据。
        关键词:锅炉;节能;能耗率;热效率
        1.前言
        中国是能耗大国,尤其是在2013年成为世界第一大工业国,工业生产使得中国的能源消耗量巨大。2010年中国年能耗超过8.7亿吨,超过美国成为世界上最大能源消耗国。工业锅炉是我国主要的生产设备之一,2016年8月,全国的工业锅炉产量达到四万蒸发量吨,相对同期的2015年增幅3.1%。而在2016年前八个月,累计产量达到301647.3蒸发量吨,相对去年实现5.5%的增幅。如今锅炉设备在人们的日常生活中扮演着重要的角。工业锅炉泛指蒸汽锅炉和多种容量、压力、温度的热水锅炉,分为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、电锅炉
等,其中燃煤类的锅炉虽然国家有所限制,但是仍然有一部分以燃煤为主,热效率低的锅炉设备存在,容易受到燃煤品质不稳定的影响。而燃气锅炉、电锅炉等也存在相关的技术不完善的问题,工业锅炉设备的能源浪费问题比较突出。因此近年来对锅炉设备进行改造,实现节能减排也成为工业发展中的新课题。十一五规划中就纳入了锅炉节能项目,而十二五规划中将其列为重点工程,如今十三五开局实际,是锅炉节能工艺应用阶段,探讨这些新技术工艺的实用,为我国的节能减排战略的发展而言,具有深远的意义。
        2.锅炉设备的能耗现状
        我国工业锅炉的能耗较大,主要是本身技术上的落后,加上工艺上的不完善也使得锅炉能耗较大,最终的利用率较低。具体而言,锅炉的低效率表现在以下几个方面:
桶盖        首先,量大面广,平均容量小,运行负荷低。当前国内的大部分锅炉设备中,99%的容量都在35t/h以下,而这其中,80%都是在20t/h,70%在10t/h以下,整体的锅炉平均容量不到3 t/h。而另一方面,大量的工业锅炉处在低负荷工作下,其散热损失较大,且漏风量也在提高,导致了温度降低,燃烧效率降低,热量损失和烟热损失增大。
        其次,受到燃煤品质问题的影响,我国的工业锅炉中早期以燃煤锅炉为主,用煤适应性差,其中的灰分和硫分相对偏高,细末煤含量大,而且煤种经常变化,也使得煤质情况
很难控制,无法及时采取措施,使得热效率低下,也加大了污染排放。
        第三,锅炉运行控制水平低。尤其是一些检测仪表,如炉膛温度、排烟温度、煤的计量检测等。由于这些仪器表的却是,未能设置热电偶,及时的检测炉膛温度,因而具体的锅炉负荷状态下的控制物料配比也无法科学确定,导致了运行困难,操作不当,能耗增加。
        最后,许多工业锅炉的辅机配套偏大,多为通用产品,没有实行负荷调节,大多数情况下是挡板、阀门的节流调节,无法实现自动化的工况变速,使得辅机设备处于高消耗,低负荷状态,造成较大的能源浪费。
        3.锅炉设备的节能技术工艺
        3.1余热回收
        余热回收分成两类,一类是直接接触换热器,水喷淋与烟气直接接触,实现余热回收,但这一类的问题在于回收的水质是酸性,对水资源的利用不足。另一类是间接换热器,主要依靠烟气冷凝来实现余热回收。锅炉的烟气中有大量的水蒸气,冷凝放热过程中可以依靠回收装置,吸收汽化潜热,提高锅炉热效率。并且回收装置也可以有效的吸收氧化氮,减少废气的牌坊,实现节能环保。
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        3.2利用变频调速技术节能
        通过PLC等技术,来实现锅炉的自动化控制,根据锅炉的实际工况负荷条件来实现调节,从而降低能耗。变频调节技术,是根据用户的实际使用需求特点,自动对水泵电机调节,而判断的参数依据是根据系统内的压差、压力、供水温度,通过参数的设定,结合控制算法来实现水泵的变频运行,调节电机功率。水泵的转速和水量之间也具有正比关系,因此利用变频调速技术也可以降低水泵的循环水量,进一步的降低功耗。PLC变频的调节通过对锅炉阀门上的风口控制,改变鼓风机输出功率,调节转速,控制炉膛火焰,保持蒸汽压力在合理范围。据研究技术统计,PLC对鼓风设备的调节可以实现60%的节能效果,其引风量和炉排也可以减少50%以上。
        3.3借助水力平衡技术节能
智能娃娃机        水力平衡是依靠装置来调节水力,提高管网水的利用效率,尽可能的避免水力失调引起的不必要能耗。水力失调主要分为静态和动态两类。静态水力失调是管道阻力系数和实际的设计中发生了偏差引起的,这还与的材质、施工过程有关。当实际的流量超过了设计流量时,室内的获取热量偏低,通过安装静态水力平衡阀可以缓解水力失调的问题,使得实际值和设计值之间平衡。动态的失调则是用户自己根据需要对支路阀门进行改造的
木板削削削结果,这就会引起整个供热系统的水力失调。一般采用自力式压差控制阀的控制来解决。
        3.4降低排污热损失节能
        燃气锅炉的给水含有大量的溶解物,蒸发后,税种溶解物析出,而实际的水蒸气减少,为了保障锅炉的运转,需要进行补水措施,这导致溶解物大量的堆积。国家现行的规范标准对水质有着严格的要求,当大量的沉积物存在,容易形成结垢。而结垢导热性能较差,导致局部温度过高,降低锅炉运行的经济性。据统计省煤器中结有1mm厚水垢,就对应需要多消耗2%的物料。而且为了避免结垢,需要定期的排污来控制水质环境,而排污过程则伴随着热损失的消耗。因此需要严格的控制锅炉给水水质,防止结垢带来的能耗,也降低排污的热损失。
        3.5采取供暖能耗监测技术节能
        当前很多城市已经对锅炉进行了节能控制,但是实际的效果却并不好,原因是在调节的过程中,忽略了供暖的能耗,因此需要对供暖进行检测,合理的控制节能技术,从而实现精准调节。可以使用燃气流量计来实时检测运行效率,或者借助烟气分析仪,测试燃烧数据,使用电功率表对循环水泵的电机功率进行监测,在此基础上,对燃气锅炉的节能潜力进行系统分析,从而有针对性地选择合理可行的节能技术,这样可以使能耗获得显著降
低。
        4.结语
        随着锅炉的节能改造的呼声越来越高,越来越多的新技术和工艺被用在了锅炉节能中,实际的运行效果来看,起到了一定的作用,但是仍然需要不断的改进,能耗问题是锅炉设备发展的根本问题之一,在当前的节能要求下,需要精益求精,进一步提高锅炉的能源利用率,更好的促进工业生产和发展。
捞泥        参考文献:
        [1]刘伟.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J]科技与企业,2016(7):116-116
        [2]姬振伟.燃气锅炉房节能技术及工艺的应用实践探微[J]现代经济信息,2016(3)

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