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工业燃煤锅炉热效率与节能技术改造

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作者来源: 太康锅炉     发表时间:2017-06-08 10:18
导读:工业燃煤锅炉实际运行中,热效率般都很低,燃料和大气污染非常严重。根据相对误差分析,此类锅炉热效率测定以正平衡法较为准确。但是了为提
工业燃煤锅炉实际运行中,热效率般都很低,燃料和大气污染非常严重。根据相对误差分析,此类锅炉热效率测定以正平衡法较为准确。但是了为提高锅炉的热效率,提高能效利用水平,节能减排减少锅炉热损失反平衡的各项热损失实际测试和运用中综合节能技术改造,采用反平衡法,测出锅炉各项热损失来间接宏观确定锅炉热效率情况,利用正反平衡热效率相互较验,借以研究和分析热效率降低的原因,进而采取减少热损失有效措施和技术改造,以提高热效率,节省燃料降低排放,达到节能降耗的目的。

  在实际应用工程中,大部分中小企业均以锅炉用煤的考核,以煤气比作为经济运行和节煤的主要指标,但是当煤种改变时,工况改变时,就很难比较,上海电力学院电力系统专业,工程师。实际测试对工业燃煤锅炉的热效率的宏观定性分析,实际锅炉的热效率和锅炉的结构、燃烧装置、操作技术水平、辅助设备、水质、煤种等各方面有关,现就以下情况进行分析。

  1工业锅炉煤粉、层燃热损失的分析为了提高锅炉经济性,实际企业锅炉运行中主要考虑锅炉热损失,从性质上讲以两类热损失为主,及未完全燃烧热损失和传热热损失。未完全燃烧热损失又为机械未完全燃烧热损失q4和化学未完全燃烧热损失q3,对于燃煤锅炉中排烟热损失及机械未完全燃烧热损失两项,占锅炉热损失90%以上。锅炉排烟温度是由于高于外界空气温度而造成的热损失,在室燃炉的各项热损失中心约为4%8%,心在排烟温度每增加15°C20°C时q2增加1%左右,即锅炉热效率降低1%左右。机械不完全燃烧热损失,由于灰中含有未燃尽的碳造成的热损失,通常以降低飞灰含碳量和灰渣含碳量来衡量损失情况气1.1排烟热损失分析排烟热损失理论上对于一定的煤种排烟热损失与排烟空气过剩系数a及排烟温度差有关,并随着排烟温差和过剩系数a增大而增大,空气过剩系数a过大,是由于一次风量过大。

  对于层燃锅炉影响排烟温度的因素大致由于锅炉结构、燃烧系统简单,煤层的厚度不匀,局部燃烧工况不合理,燃烧不完全,煤粉颗料不均匀,风量调节失控等原因造成的。

  对于煤粉炉影响排烟温度的因素大致包括以下几种情况:a受热面积飞灰会引起受热面吸热量下降传热下降,吹灰对降低煤粉炉中空预器内风量减少;b空预器传热量下降,导致排烟温度升高。对于受热面积灰的影响,炉膛出口温度正常,而排烟温度明显偏高产生的原因,大致由于下管式空预器积灰和省煤器积灰引起;c系统漏风产生的温度效应不同对过剩系数a产生影响。炉膛和制粉系统的漏风,会导致排烟温度上升,另一方面炉膛漏风部位,越接近炉底,会使传热下降。对于水平烟道和尾部烟道漏风,由于对流传热的比例的增大,漏风产生的温度效应不同,最终导致排烟温度下降,产生温降效应。因此,可认为漏风产生的综合影响为排烟温度相对未漏风不变或轻微下降,另一方面漏风由于风室串风、炉门不严、烟道、烟箱、出渣门、吹灰器、煤斗、炉排等情况会造成空气过剩系数a增大;d燃料的种类燃烧的配风方式,对提高燃烧效率,是燃料尽可能燃烧完全,对排烟温度的影响也很大。如低负荷时采取集中燃烧的方式,减少一次风速,采用煤粉浓淡分离,改变炉内切圆过小,三次风带粉过多等配合上下层燃烧器热负荷比例等因素,从而降低排烟温度。在高负荷运行,炉膛出口温度偏高或燃烧中心上移产生的排烟温度过高,多属于燃烧原因造成。通常燃烧产生的烟气总容积只与空气过剩系数a有关,随着a增大而增大。炉膛容积热负荷Q随着a增大而减小,随着炉膛平均温度的增加而减小,但燃烧时间越短,炉膛容积热负荷Q越大,炉膛压力越大,炉膛容积热负荷Q越大。此时风量、风速增加、带粉增加,烟气量增加,烟气流速增加,炉内各项热力特性参数增大。对于负荷过大,般通过一级减温水,流量监控措施,同时炉膛负压过高时,也会造成空气过剩系数a过大。

  1.2机械不完全燃烧热损失如分析固体不完全燃烧损失对于一定的煤种,热损失完全取决于飞灰含碳量,灰渣含暖量,降低灰飞含暖量及炉渣含暖量,是减少热损失的一项有效途径。对于煤粉炉而言,影响飞灰含碳量,灰渣含碳量的主要因素有,改善着火燃烧条件,如提高热风温度、风量、煤粉颗粒大小,风煤比系数,煤粉浓度等。煤的挥发分高,着火温度低,着火距离近,燃烧过度和完全燃烧,但容易结焦,挥发性低的煤种,燃烧稳定性和经济性下降,但是同时挥发分增加,灰飞含碳量明显下降。煤粉越细,燃烧时燃尽时间越短,飞灰可燃物含量越小,燃烧越完全。通常煤粉细度私。<1%,细度对飞灰可燃物影响不大,当私。>15%时,飞灰可燃物迅速增大。

  煤粉浓度糖粉与空气质量之比,对着火稳定的影响,试验表明煤粉的浓度增加,着火容易,特别是对劣质煤着火总是有利的。煤粉炉中增加次风量、煤粉浓度、气流温度,在一次风量2.°C升至3°C时,着火热可减少60%,升至40.°C时,着火热可减少8此时,对降低飞灰含碳量和稳定燃烧非常有利。固体机械不完全燃烧热损失q4与飞灰比a的关系是飞灰比增加q4增加2.空气动力场的影响,包括入炉总量,氧浓度的分布,均匀度,在实际运行操作中,烟气含氧量一般在3.5%,如果此时空气过剩系数a能低于1.05,及含氧量控制在1%以下,能保证燃烧,此时属于低氧燃烧,低氧燃烧的优点,减少送风量和烟气量,排烟量下降,金属高温氧化的可能性下降,S2、N2等的下降,采用合理的稳定的燃烧工况,配分、二、三次风的风速、风率及均匀性,对于燃烧波动和稳定,可减少燃烧热损失,同时对于排烟温度和排烟量影响很大,同时影响飞灰含碳量,实际运行表明,炉膛负压增大,会造成飞灰含碳量增加。

  1.3传热热损失分析水垢厚度与浪费燃料,对于中小型锅炉水垢厚度增加锅炉热效率下降。锅炉运行空气过剩系数a的最佳值,才能保证燃烧最大可能燃尽,最大限度提高锅炉燃烧效率。锅炉高负荷运行、煤层增厚、炉排速度加快,造成灰渣含碳量增加;低负荷运行时煤层过薄、煤层阻力不均匀,大量空气从煤层中流失,造成燃烧不完全,也会造成灰渣含碳量增加。空气量过大过小都无益,空气过剩系数a过高,火焰温度就会过低,燃烧速度减慢,结果导致传热量减少,同时,烟气量增大,排烟温度增大。

  2综合以上热损失分析对于工业燃煤锅炉可采取以下措施达到节能降耗的要求a降低锅炉排烟温度,杜绝漏风减少造成排烟量,合理组织燃烧方式减少燃烧损失,保证锅炉给水品质,改进操作水平,加强管理;e加强绝热保温减少散热损失(由于外表面的自然对流和辐射引起,据统计锅炉炉墙等散热损失q5大约为3%4%)锅炉对于q2在散热损失中是最大的,大约在6%20%左右,当排烟温度降低12C15°C,散热损失可降低1%左右,对此采取的措施有:避免或减少失热面上的结渣、结灰、堵灰现象。

  增加或改进尾部受热面,降低排烟温度。灰渣的热阻大约为钢铁的400倍,般受热面上结灰渣1mm时,需多耗燃料2%3%,因此,对于松散状结灰可定期吹灰,如长时间对附在管子上的紧密状结灰,由于吸附在烟气中S2、S3、水蒸气等硫酸盐和亚硫酸盐等原因,造成不易清理;c)避免锅炉在低负荷运行,减少起停次数,锅炉低负荷运行时烟气的流数低,容易造成结灰。减少排烟量,取决于空气过剩系数a和沿程各烟道的漏风量的大小,空气过剩系数a不仅影响心,且对炉内燃烧q3和q4都有影响,在一定限度内,降低空气过剩系数a,将使心降低,但q3和q4会增加,所以采取最佳的空气过剩系数a的条件,是使q2+q3+q4的和值为最小时的值。对于中小型链条层燃炉,可改造炉内结构,炉膛布置情况,炉内气流组织,燃烧方式,煤种等。

  如采用合理的炉拱,将炉膛的后部空气过剩系数a推向前步,在由前后拱形成的“喉口”处与炉膛前部的空气过剩系数a和挥发分混和,促使可燃气体完全燃烧,同时由于后拱低而长可减少燃料层对受热面的直接辐射,保持燃尽阶段的所需要的温度,减少机械不完全燃烧的损失及飞灰量。采用二次风,在炉排上方的炉墙喷入二次风,强化炉内气流扰动和混合,促进燃料及时着火,增加未燃尽颗粒充分燃烧,减少气体飞灰的不完全燃烧损失。优化锅炉燃烧方式,对于煤粉炉如采用低氧燃烧技术,在降低氧含量燃烧时,需要调整热风风压、风量,控制燃烧器燃料混合均匀,使火焰燃烧正常,防止发生煤气脱火现象和回火现象,控制炉内燃烧平衡,降低燃烧速度,提高燃烧温度,达到最佳的工艺操作燃烧效果。通过含氧量操作调整,保持燃料不变的情况下,提高锅炉热效率,减少燃料浪费和废气排发。对于链条炉采用分层燃烧技术,使煤粉颗粒分层均匀,燃烧时燃烧面积增大,热强度提高,改善着火性能和燃烧性能,燃料更加充分燃烧,有效降低炉渣含碳量。2改造链条炉为沸腾炉,沸腾炉具有燃烧强度高,传热效果好,每种适应广,脱硫效果好,减少大气污染减排效果好等优点。解决了链条炉中燃烧不完全,煤耗高热效率低出力不足,煤质适应性差,机械故障多等问题。对于锅炉辅机设备,如风机,水泵等采用节能技术。对于送、引风机系统、给水、除尘系统,采用调速控制流量的变频技术进行综合节能改造。4 3结语简单分析通过锅炉热效率中,锅炉燃烧过程中热力特性,各项参数变化情况,热损失的多方面因素,如燃烧工况、燃烧设备、操作工艺、锅炉结构等因素,同时提出了对中小型燃煤锅炉煤粉炉、层燃炉,减少热损失,提高锅炉热效率,促使锅炉经济运行,节能降耗减排的有效各项技术改造措施和方法。

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