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摘要:伴随着我国国民经济不断发展,各种基础设施的不断完善,而在工业燃煤锅炉烟气回收节能技术开发的原理不但是对锅炉烟气烟气装置内通过过滤板的过滤作用,而且烟气也能得到净化。高温烟气中固体颗粒和可燃气体通过回烟管,返回炉膛二次燃烧,提高了热效率;经净化的高温烟气冲刷该装置末端的超导管组,吸收高温余热,输出高温介质,起到热量回收作用。
关键词:技术特点,节能设计;节能措施
经过一年的实际运行,节能措施实施后的锅炉炉排运转平稳,燃烧工况得到了根本改善,离开分层燃烧给煤装置不到25mm,煤就开始均匀地引燃,火焰从煤层钻出,细而长,随着炉排向后移动,燃烧逐渐剧烈,经过主燃区的剧烈燃烧后距挡渣器1m处煤层基本燃烬,最后煤渣呈暗灰色落入灰坑。煤耗由新建锅炉房前的182kg原煤/吨汽降至147kg原煤/吨汽,一台35t锅炉全年可节约原煤2800t,折合人民币126万余元,加上节水、余热利用等费用,一年共节约能源折合人民币250余万元。由此可见,燃煤锅炉节能措施的实施,有效地提高了锅炉的运行经济性,达到了节能降耗、提高生产效率的预期效果
1 研究背景
煤、石油和天然气等燃料的消费,是CO2,最主要的排放源,它占我国CO2排放总量的95%。我国经济快速发展,2010年将是1990年的5倍之多,要消费20亿吨标准煤,据有关预计,2010至2020年期间我国CO2排放总量超过美国,成为世界第一排放大国。因此,节能减排尤为重要。我国“十一五”规划提出了具有非常重要的战略意义的节能减排的目标。
全国目前约有55万台燃煤工业锅炉和炉窑,耗煤量约占全国年耗煤总量的1/3。排烟温度高和烟尘排放浓度高等问题,导致锅炉运行效率较低和出力不足。我国工业锅炉的排烟热损失占送入锅炉热量的8%~20%。一般来说,我国链条锅炉设计热效率在72%~80%左右,但实际运行中平均热效率只有约60%~65%,部分锅炉运行热效率甚至低于50%,如何解决热效率问题,直接影响了节能减排。有研究发现,锅炉热效率提高1%,可节煤0.5%。
目前,工业锅炉除尘大多是水膜除尘系统,导致烟气尾部热能没有办法回收再次利用,既浪费水源,又是增加了运行成本,又不会造成尾部腐蚀,还不能造成锅炉尾部热能损失。
2节能技术设计
当前,在用锅炉的热量损失,主要是炉膛保温和烟气损失,炉膛保温通过技术改造和修理,完全可以达到技术要求。而烟气损失的解决尤为重要。
从工业锅炉能量流向可以得出结论,烟囱排放的热量有:排烟热损失,气体不完全燃烧热损失,固体不完全燃烧热损失。本节能技术研究,主要是解决以上三种损失,将其热量加以回收,并降低烟尘排放。
技术研究中,根据实际情况从三方面进行了设计:
(1)烟气的排烟热损失,主要依靠热量回收来解决问题。吸纳我国现有的超导热管技术,在超导热管使用中,充分考虑了烟气中粉尘沉积造成吸热能力降低原因,将超导管放置装置最末端,在过滤板的后侧,采用逆流换热排列超导管,使热能充分利用。超导管所用换热介质为水或空气,高温介质用于锅炉给水加热或鼓风机空气预加热。
(2)气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失,主要通过回烟管将可燃气体和可燃颗粒在炉膛负压的作用下,二次送回炉膛,进行燃烧,此循环燃烧过程,使燃料的热能充分释放,达到节能的目的。
(3)烟尘颗粒的处理。主要通过过滤板的作用,将颗粒沉积在装置内或通过回烟管送至炉膛,进行燃烧,通过过滤板的烟尘达到环保要求。
在技术研究过程中,充分考虑产品市场化,优化设计方案,做到产品结构简单,安装和维修方便,维护和运行费用低,投资回收期短,经济效益明显,符合国家环保和能源产业政策等因素。
3节能措施
选用热效率高的燃煤锅炉、应用先进的PLC锅炉自控及变频技术、锅炉冲渣、除尘水全部循环再利用、提高烟气余热利用,降低尾部烟气余热损失、提高锅炉排污余热利用、凝结水全部回收利用、设备冷却水全部使用中水(经污水处理后的再生水),降低自来水消耗量
4装置的结构与安装
为达到节能环保要求,设计外形为长方体箱体。箱体外部布置有烟气输入连接管、回烟管的连接管和烟气与烟囱的连接管。烟气输入连接管在长方体箱体的上侧中部,回烟管的连接管在长方体箱体的下侧中部,输入烟囱的连接管在长方体箱体的上侧中部。
为达到节能除尘目的,箱体内布置了与长方体箱体内边焊接的下斜过滤板,上斜钢板,两者在中部连接点焊接固定,使下斜过滤板与上斜钢板之间形成三角形烟尘净化区,达到除尘的目的;箱体的输出末端上部设热交换箱,在热交换箱内设置逆流排列的超导管,用于吸收烟气热量,是排烟温度控制在130。C以下;长方体箱体的前壁、后壁、端壁以及热交换箱的外壁上均依次包有硅酸铝保温板和彩钢板:长方体箱体的后壁上设左、右维修孔。
根据锅炉蒸发量大小,热管数量变化,装置几何尺寸变化、下斜过滤板角度变化等,可以制造多种规格。适用锅炉:1t/h、2 t/h、4 t/h、6 t/h、1 0 t/h等。随着技术研究,该装置将不断扩大范围。
5设计要求与目标
(1)提高热效率大于2%。
(2)排烟温度控制在1 30℃以下。
(3)热管吸收热量,加热水时流量为4~6立方米/每小时,出水温度500c~800C;加熱空气时出口温度提高50℃。
(4)烟气排放达到环保要求(与炉芯板配合脱硫)。
6技术特点
工业燃煤锅炉烟气回收节能技术开发是集节能与环保要求于一身的能源利用装置,除尘效果好,达到环保要求。热能回收明显,提高热效率大于2%。
6.1主要技术特点
(1)含尘烟气与净化烟气能自动分离。
(2)可燃物无需增加动力自动返回锅炉炉膛进行二次燃烧。
(3)降低烟尘排放,减少大气污染。
(4)运行时无需添加设备,不增加运行成本,节能、增加企业经济效益。
(5)设计合理,体积紧凑,结构简单,经济耐用。
(6)应用范围广,链条炉排锅炉,医疗垃圾焚烧炉,生活垃圾焚烧炉皆可配套应用。
(7)超导管的使用是排烟温度降到排烟温度控制在130℃以下,符合节能要求。
6.2该装置的特点
该装置与目前流行的水膜式除尘系统比较,具有如下特点:(1)不用水除尘,降低运行成本;(2)无酸性水排放,不造成二次污染:(3)无腐蚀,延长引风机与烟囱寿命:(4)由于超导管和二次燃烧,原锅炉节煤1%~4%以上,降低了企业运行成本:(5)排烟温度低,没有烟囱低矮,美化环境。
7总结
我国燃煤工业锅炉效率低,污染重,节能潜力巨大,燃煤锅炉节能减排工作任重道远。以上是对燃煤工业锅炉的节能措施,并对节能效益进行了分析。
关键词:技术特点,节能设计;节能措施
经过一年的实际运行,节能措施实施后的锅炉炉排运转平稳,燃烧工况得到了根本改善,离开分层燃烧给煤装置不到25mm,煤就开始均匀地引燃,火焰从煤层钻出,细而长,随着炉排向后移动,燃烧逐渐剧烈,经过主燃区的剧烈燃烧后距挡渣器1m处煤层基本燃烬,最后煤渣呈暗灰色落入灰坑。煤耗由新建锅炉房前的182kg原煤/吨汽降至147kg原煤/吨汽,一台35t锅炉全年可节约原煤2800t,折合人民币126万余元,加上节水、余热利用等费用,一年共节约能源折合人民币250余万元。由此可见,燃煤锅炉节能措施的实施,有效地提高了锅炉的运行经济性,达到了节能降耗、提高生产效率的预期效果
1 研究背景
煤、石油和天然气等燃料的消费,是CO2,最主要的排放源,它占我国CO2排放总量的95%。我国经济快速发展,2010年将是1990年的5倍之多,要消费20亿吨标准煤,据有关预计,2010至2020年期间我国CO2排放总量超过美国,成为世界第一排放大国。因此,节能减排尤为重要。我国“十一五”规划提出了具有非常重要的战略意义的节能减排的目标。
全国目前约有55万台燃煤工业锅炉和炉窑,耗煤量约占全国年耗煤总量的1/3。排烟温度高和烟尘排放浓度高等问题,导致锅炉运行效率较低和出力不足。我国工业锅炉的排烟热损失占送入锅炉热量的8%~20%。一般来说,我国链条锅炉设计热效率在72%~80%左右,但实际运行中平均热效率只有约60%~65%,部分锅炉运行热效率甚至低于50%,如何解决热效率问题,直接影响了节能减排。有研究发现,锅炉热效率提高1%,可节煤0.5%。
目前,工业锅炉除尘大多是水膜除尘系统,导致烟气尾部热能没有办法回收再次利用,既浪费水源,又是增加了运行成本,又不会造成尾部腐蚀,还不能造成锅炉尾部热能损失。
2节能技术设计
当前,在用锅炉的热量损失,主要是炉膛保温和烟气损失,炉膛保温通过技术改造和修理,完全可以达到技术要求。而烟气损失的解决尤为重要。
从工业锅炉能量流向可以得出结论,烟囱排放的热量有:排烟热损失,气体不完全燃烧热损失,固体不完全燃烧热损失。本节能技术研究,主要是解决以上三种损失,将其热量加以回收,并降低烟尘排放。
技术研究中,根据实际情况从三方面进行了设计:
(1)烟气的排烟热损失,主要依靠热量回收来解决问题。吸纳我国现有的超导热管技术,在超导热管使用中,充分考虑了烟气中粉尘沉积造成吸热能力降低原因,将超导管放置装置最末端,在过滤板的后侧,采用逆流换热排列超导管,使热能充分利用。超导管所用换热介质为水或空气,高温介质用于锅炉给水加热或鼓风机空气预加热。
(2)气体不完全燃烧热损失和固体不完全燃烧热损失,主要通过回烟管将可燃气体和可燃颗粒在炉膛负压的作用下,二次送回炉膛,进行燃烧,此循环燃烧过程,使燃料的热能充分释放,达到节能的目的。
(3)烟尘颗粒的处理。主要通过过滤板的作用,将颗粒沉积在装置内或通过回烟管送至炉膛,进行燃烧,通过过滤板的烟尘达到环保要求。
在技术研究过程中,充分考虑产品市场化,优化设计方案,做到产品结构简单,安装和维修方便,维护和运行费用低,投资回收期短,经济效益明显,符合国家环保和能源产业政策等因素。
3节能措施
选用热效率高的燃煤锅炉、应用先进的PLC锅炉自控及变频技术、锅炉冲渣、除尘水全部循环再利用、提高烟气余热利用,降低尾部烟气余热损失、提高锅炉排污余热利用、凝结水全部回收利用、设备冷却水全部使用中水(经污水处理后的再生水),降低自来水消耗量
4装置的结构与安装
为达到节能环保要求,设计外形为长方体箱体。箱体外部布置有烟气输入连接管、回烟管的连接管和烟气与烟囱的连接管。烟气输入连接管在长方体箱体的上侧中部,回烟管的连接管在长方体箱体的下侧中部,输入烟囱的连接管在长方体箱体的上侧中部。
为达到节能除尘目的,箱体内布置了与长方体箱体内边焊接的下斜过滤板,上斜钢板,两者在中部连接点焊接固定,使下斜过滤板与上斜钢板之间形成三角形烟尘净化区,达到除尘的目的;箱体的输出末端上部设热交换箱,在热交换箱内设置逆流排列的超导管,用于吸收烟气热量,是排烟温度控制在130。C以下;长方体箱体的前壁、后壁、端壁以及热交换箱的外壁上均依次包有硅酸铝保温板和彩钢板:长方体箱体的后壁上设左、右维修孔。
根据锅炉蒸发量大小,热管数量变化,装置几何尺寸变化、下斜过滤板角度变化等,可以制造多种规格。适用锅炉:1t/h、2 t/h、4 t/h、6 t/h、1 0 t/h等。随着技术研究,该装置将不断扩大范围。
5设计要求与目标
(1)提高热效率大于2%。
(2)排烟温度控制在1 30℃以下。
(3)热管吸收热量,加热水时流量为4~6立方米/每小时,出水温度500c~800C;加熱空气时出口温度提高50℃。
(4)烟气排放达到环保要求(与炉芯板配合脱硫)。
6技术特点
工业燃煤锅炉烟气回收节能技术开发是集节能与环保要求于一身的能源利用装置,除尘效果好,达到环保要求。热能回收明显,提高热效率大于2%。
6.1主要技术特点
(1)含尘烟气与净化烟气能自动分离。
(2)可燃物无需增加动力自动返回锅炉炉膛进行二次燃烧。
(3)降低烟尘排放,减少大气污染。
(4)运行时无需添加设备,不增加运行成本,节能、增加企业经济效益。
(5)设计合理,体积紧凑,结构简单,经济耐用。
(6)应用范围广,链条炉排锅炉,医疗垃圾焚烧炉,生活垃圾焚烧炉皆可配套应用。
(7)超导管的使用是排烟温度降到排烟温度控制在130℃以下,符合节能要求。
6.2该装置的特点
该装置与目前流行的水膜式除尘系统比较,具有如下特点:(1)不用水除尘,降低运行成本;(2)无酸性水排放,不造成二次污染:(3)无腐蚀,延长引风机与烟囱寿命:(4)由于超导管和二次燃烧,原锅炉节煤1%~4%以上,降低了企业运行成本:(5)排烟温度低,没有烟囱低矮,美化环境。
7总结
我国燃煤工业锅炉效率低,污染重,节能潜力巨大,燃煤锅炉节能减排工作任重道远。以上是对燃煤工业锅炉的节能措施,并对节能效益进行了分析。