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[摘 要]针对冷凝式节能器在燃气蒸汽锅炉上的使用,通过数据具体分析冷凝式节能器在锅炉系统中对节约能源及减少环境污染的作用。
[关键词]燃气蒸汽锅炉 冷凝式节能器 节能 环保
中图分类号:TF 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)32-0326-02
1.工程概况
某厂“十一五”易地技术改造项目共配置三台燃气蒸汽锅炉,用于生产供汽,锅炉额定蒸发量为一台15吨、两台20吨,锅炉形式为卧式火管,自带一级节能器;在一级节能器之后又增加了冷凝式节能器。
该工程2009年8月开工建设,2009年11月投入运行。
设计目标为锅炉排烟温度≤50℃,软化水温度提高至45℃,锅炉系统综合燃料利用率提高3%.
2.工程系统设计
2.1工程最大用汽负荷为35吨/小时,最小负荷为6吨/小时,运行方式为二用一备或一用二备,天然气热值为32650KJ/ Nm3,年天然气消耗量为600万Nm3,年产蒸汽75000吨。
系统设计原理图如图一所示。
2.2节能器入口烟温110℃,出口烟温≤50℃;冷媒为锅炉软化水,软水经节能器加热后进入热力除氧器,软化水进水计算温度15℃,出水计算温度60℃,凝结水回收率为50%,锅炉排污率为2%。
锅炉系统每年的的燃料节约量=软化水补充量*(软化水出水温度-软化水进水温度)/天然气热值=年产蒸汽量*(1+锅炉排污率)*(1-凝结水回收率)*(软化水出水温度-软化水进水温度)/天然气热值=75000*1000*(1+2%)*(1-50%)*(60-15)*4.186/32650=220678 Nm3;节能率=锅炉系统每年的燃料节约量/年天然气消耗量*100%=220678/6000000=3.68%。
3.工程实际运行情况
3.1随机选取几个运行时间,软化水补充量、蒸汽产生量、天然气消耗量统计如下表:
3.2软化水进水温度、节能器出水温度如下表:
4.实际运行能效分析
4.1节能率
节能率=107.84*1000*(58.86-11.87)*4.186/32650/15722*100%=4.13%。
4.2年节能量
2011年全年实际消耗天然气3733361Nm3;
年节能量=3733361*4.13%=154187 Nm3;
5.投资回报周期
天然氣价格为2.499元/ Nm3,该设备实际投资239万元。
投资回报周期=2390000/154187*2.499=6.2年。
6. 冷凝式节能器应用的广泛意义
我国“十二五”规划纲要提出,单位国内生产总值能源消耗降低16%的目标。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是维护中华民族长远利益的必然要求。
随着我国经济的发展以及环保要求的提高,越来越多的燃油燃气锅炉投入使用。2010年消耗量达1070亿立方米,随着我国西气东输、海气上岸、北气南下以及进口LNG工程等策略的实施,我国天然气消费量大幅增长,天然气消费年均增长还将在25%以上,国际能源署预测,2030年中国天然气消耗量将达到约3310亿立方米,成为世界第二大天然气消费国,占世界消耗总量的7%。油气资源的日趋紧张以及用户的燃料费用大幅提高,国家新出台的节能政策和标准对节能提出了新的要求,提高天然气综合利用率日趋迫切。
采用冷凝式节能器回收利用锅炉排烟余热是重要手段;无冷凝式余热回收器的高效率锅炉烧天然气时,如果在无过量空气条件下运行,锅炉热效率按燃料低位发热量计算最高为95%。使用冷凝式余热回收器后,排烟温度如果能降低到30℃,热效率则会提高到107.8%。
锅炉尾部安装冷凝式节能器后,烟气中水蒸汽凝结不同份额时对锅炉热效率的影响见下表。
水蒸汽凝结不同份额对应的燃气利用率的提高值
从上表可以看出,每凝结?10%的水蒸汽,燃气利用率可提高约1.2%。由于天然气中几乎不存在硫分,低温腐蚀问题可以不考虑,因此锅炉排烟温度完全可降到较低的水平。若能尽可能降低排烟温度,凝结烟气中的水蒸汽,将其汽化潜热回收加以利用,燃气利用率将大大提高。
另外,由于在冷凝烟气中水蒸汽的同时,可以方便地除去烟气中的有害物质,因此采用冷凝式余热回收器对保护环境也具有重要意义。
[关键词]燃气蒸汽锅炉 冷凝式节能器 节能 环保
中图分类号:TF 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)32-0326-02
1.工程概况
某厂“十一五”易地技术改造项目共配置三台燃气蒸汽锅炉,用于生产供汽,锅炉额定蒸发量为一台15吨、两台20吨,锅炉形式为卧式火管,自带一级节能器;在一级节能器之后又增加了冷凝式节能器。
该工程2009年8月开工建设,2009年11月投入运行。
设计目标为锅炉排烟温度≤50℃,软化水温度提高至45℃,锅炉系统综合燃料利用率提高3%.
2.工程系统设计
2.1工程最大用汽负荷为35吨/小时,最小负荷为6吨/小时,运行方式为二用一备或一用二备,天然气热值为32650KJ/ Nm3,年天然气消耗量为600万Nm3,年产蒸汽75000吨。
系统设计原理图如图一所示。
2.2节能器入口烟温110℃,出口烟温≤50℃;冷媒为锅炉软化水,软水经节能器加热后进入热力除氧器,软化水进水计算温度15℃,出水计算温度60℃,凝结水回收率为50%,锅炉排污率为2%。
锅炉系统每年的的燃料节约量=软化水补充量*(软化水出水温度-软化水进水温度)/天然气热值=年产蒸汽量*(1+锅炉排污率)*(1-凝结水回收率)*(软化水出水温度-软化水进水温度)/天然气热值=75000*1000*(1+2%)*(1-50%)*(60-15)*4.186/32650=220678 Nm3;节能率=锅炉系统每年的燃料节约量/年天然气消耗量*100%=220678/6000000=3.68%。
3.工程实际运行情况
3.1随机选取几个运行时间,软化水补充量、蒸汽产生量、天然气消耗量统计如下表:
3.2软化水进水温度、节能器出水温度如下表:
4.实际运行能效分析
4.1节能率
节能率=107.84*1000*(58.86-11.87)*4.186/32650/15722*100%=4.13%。
4.2年节能量
2011年全年实际消耗天然气3733361Nm3;
年节能量=3733361*4.13%=154187 Nm3;
5.投资回报周期
天然氣价格为2.499元/ Nm3,该设备实际投资239万元。
投资回报周期=2390000/154187*2.499=6.2年。
6. 冷凝式节能器应用的广泛意义
我国“十二五”规划纲要提出,单位国内生产总值能源消耗降低16%的目标。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措;是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择;是推进经济结构调整,转变增长方式的必由之路;是维护中华民族长远利益的必然要求。
随着我国经济的发展以及环保要求的提高,越来越多的燃油燃气锅炉投入使用。2010年消耗量达1070亿立方米,随着我国西气东输、海气上岸、北气南下以及进口LNG工程等策略的实施,我国天然气消费量大幅增长,天然气消费年均增长还将在25%以上,国际能源署预测,2030年中国天然气消耗量将达到约3310亿立方米,成为世界第二大天然气消费国,占世界消耗总量的7%。油气资源的日趋紧张以及用户的燃料费用大幅提高,国家新出台的节能政策和标准对节能提出了新的要求,提高天然气综合利用率日趋迫切。
采用冷凝式节能器回收利用锅炉排烟余热是重要手段;无冷凝式余热回收器的高效率锅炉烧天然气时,如果在无过量空气条件下运行,锅炉热效率按燃料低位发热量计算最高为95%。使用冷凝式余热回收器后,排烟温度如果能降低到30℃,热效率则会提高到107.8%。
锅炉尾部安装冷凝式节能器后,烟气中水蒸汽凝结不同份额时对锅炉热效率的影响见下表。
水蒸汽凝结不同份额对应的燃气利用率的提高值
从上表可以看出,每凝结?10%的水蒸汽,燃气利用率可提高约1.2%。由于天然气中几乎不存在硫分,低温腐蚀问题可以不考虑,因此锅炉排烟温度完全可降到较低的水平。若能尽可能降低排烟温度,凝结烟气中的水蒸汽,将其汽化潜热回收加以利用,燃气利用率将大大提高。
另外,由于在冷凝烟气中水蒸汽的同时,可以方便地除去烟气中的有害物质,因此采用冷凝式余热回收器对保护环境也具有重要意义。