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一文解决锅炉“排烟温度高”‖锅炉的节能环保措施

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一文解决锅炉“排烟温度高”‖锅炉的节能环保措施

发布日期:2018-05-14 作者: 点击:

  一、排烟损失的几点分析

  

  1、排烟温度每降低10℃ → 影响ηb: 0.5--0.6 %, bs: 约2.0 g/kwh。 2、排烟氧量每降低 1.0% →影响ηb: 0.35--0.45 %,bs: 约1.3 g/kwh。 3、进风温度tk与排烟损失

  

  环境温度每升高10℃,排烟温度升高6--7℃,出风温度升高1.3--1.5 ℃,排烟损失降低约0.1 % (与经验悖反)。夏季锅炉排烟温度升高,来自: ①主汽流量增加(q2 增大) ②进风温度增加(q2减小)应按20 ℃风温修正排烟温度至较低值;但调节暖风器或再循环升高进风温度,排烟损失是上升的(因环境温度未变)。

  

  4、回转式空预器漏风与排烟损失

  

  冷端: θpy 下降,Trk,q2不变;热端:θpy 下降,Trk下降q2 增加。判断:若送、引风机电流增加,θpy下降、Trk下降——热端漏风。热端漏风率每上升 0.1, 将导致η下降 0.2--0.3% ,bs 上升0.7g/kwh;ε增加将导致bs增加。

  



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  二、排烟损失的影响因素

  

  1、烟气容积因素

  

  烟气容积取决于燃料的水分、炉膛过量空气系数及各处的漏风量。

  

  1.1 漏风

  

  漏风指炉膛漏风、制粉系统漏风、烟道漏风,是锅炉排烟温度高的重要原因。炉膛漏风主要指炉顶密封、看火口、人孔门及炉底密封水槽处漏风;制粉系统漏风指备用磨煤机冷风门,档板处漏风;烟道漏风指烟道负压运行外界空气沿炉墙及烟道不严密处漏风。在所有漏风中,尤以炉底漏风影响最大,漏风使排烟容积增大,导致排烟损失q2增加。

  

  1.2 过剩空气系数

  

  衡量锅炉燃烧过程的经济性指标为过剩空气系数α,空气系数α对锅炉燃烧工况及热效率有着重要的影响,空气系数α过大,会使锅炉排出的烟气量增多,将使锅炉排烟热损失增大,引风机、鼓风机电能耗量增加,也会降低锅炉的热效率。因此空气系数α选择合理,会使能量损失减少,获取较高的锅炉热效率,并使锅炉安全运行。当负荷变化时,应适当调整进入炉膛的燃料和空气量,相应的改变燃烧工况。负荷升高时,燃料量增加,空气量增加从而会使排烟温度升高。由于高负荷时炉膛温度高,着火条件好,燃烧稳定,此时可减小过量空气系数,达到减小排烟损失的目的。而低负荷时则应适应减小炉膛负压,以减小漏风,提高炉膛温度,这对稳定燃烧,减少未完全燃烧损失有利。其次,燃料的性质对排烟温度也有很大的影响。

  

  1.3 燃料性质

  

  1.3.1水分对排烟温度的影响

  

  燃料中的水分对燃烧的影响主要是使燃烧着火困难,并降低燃烧区的温度,使煤粉燃尽变得困难。水分对排烟温度的影响:煤中的水份变成水蒸汽,增加了烟气量;水分高,提高了烟气的酸露点,易产生低温腐蚀。为防止或轻减对低温受热面的腐蚀,最有效的方法就是提高空预器受热面的壁温。而要提高壁温就要提高排烟温度和入口空气温度。实际中提高壁温最常用的方法是提高空气入口温度。一般使用暖风器或热风再循环。一般采用的是加装暖风器,来提高进风温度。但进风温度升高会使排烟温度也升高,因而排烟热损失将增大,而使锅炉经济性降低。一般估计,煤中的水份每增加5%,由于损失而使锅炉效率下降0.5%。

  

  1.3.2灰份对排烟温度的影响:

  

  灰份增加,受热面的沾污和磨损越严重,炉内结渣会影响水循环,造成炉膛出口温度升高,而尾部受热面沾污则会便排烟温度显著升高,同时灰份高的煤发

  

  热量低,在相同负荷情况下消耗的燃料量增加,造成烟气量和流速升高,导致排烟温度及排烟量都会升高,从而降低锅炉效率。

  

  1.3.3挥发份对排烟温度的影响:

  

  挥发份减少时,煤粉着火推迟,燃烧的时间也会增加,造成炉膛出口温度增加,导致排烟温度升高,降低锅炉效率。再次,给水温度的变化对排烟热损失也有影响。给水温度变化时,为适应加热给水热量的变化,燃料量也将改变。当给水温度下降时,加热给水所需要的热量增加,燃料量必然要加大,使炉膛出口温度升高。运行经验表明,给水温度每降低10℃,燃煤量增加0.65%。而锅炉效率下降5%--6%。高加解列是造成给水温度降低的重要原因,同时也是造成发电厂的效率大副下降的主要原因之一,因此要引起重视。 2、排烟温度因素

  

  排烟温度的提高,排烟热焓值增加,会直接导致排烟热损失的增加。一般排烟温度每升高15--20℃,就会使排烟热损失增加1%。由此可见适当降低排烟温度,有利于提高机组经济性。 2.1 积灰与结焦

  

  受热面的积灰与结焦,会影响受热面与高温烟气的传热效果,使烟气不能被及时冷却,导致排烟温度升高。另外尾部受热面的积灰堵塞,使尾部烟道形成烟气走廊,产生高温度区和低温度区,在低温度区内空气预热器处烟气结露腐蚀管壁,管子腐蚀穿透后又造成空气预热器漏风。送风走短路进入烟道,影响锅炉送风,造成高负荷情况下炉膛缺氧燃烧,引起排烟温度升高。 2.2 燃烧及与运行工况

  

  实际煤种与设计煤种相比,往往有一定偏差,应根据煤质,随时调整锅炉燃烧,确定最佳空气系数和煤粉细度,尽量提高制粉系统温度,同时适当提高顶部二次风的比例,使煤粉充分燃烧。如果二次风送入不合理,可能导致火焰中心上移,或火焰中心偏移和过量空气系数不合理,造成烟气在炉膛内部停留时间过短,烟气与受热面的换热不够充分,从而使排烟温度升高。

  

  三、降低排烟温度的调整措施

  

  由此可见,切实有效地燃烧调整对于降低排烟温度,提高机组经济型是有利的。但实际中排烟温度的降低又受到机组负荷及外界气温的影响,总结实践,燃

  

  烧调整降低排烟温度的具体排控制调整措施主要包括以下几个方面:

  

  1、火焰中心位置的调整。正常运行时,在保证再热器温等参数正常情况下,可适当增加下层燃烧器的出力,减少上层燃烧器的出力,降低火焰中心,改变辐射吸热量和对流吸热量的比例,从而达到调整排烟温度的目的。尽量多投入下排粉嘴,下排二次风可开小上排二次风可开大些,以降低火焰中心。

  

  2、加强一二次风的配合,风粉的配合,一次风压不宜过大,在保证磨煤机出力及磨煤机不堵塞的情况下,适当降低一次风压有利于排烟温度的降低。

  

  3、在保证磨煤机及燃烧器安全的基础上,尽量提高磨煤机出口一次风温度,有利于降低排烟温度(经验数据:磨煤机出口温度每提高5℃,可使排烟温度降低3——4℃)。

  

  4、调整煤粉细度,降低火焰中心会使排烟温度有所降低。

  

  5、通过改变氧量及过量空气系数。在保证煤粉燃烧完全的基础上,适当降低炉膛出口氧量,可使排烟温度降低。

  

  6、合理配风,适当改变两侧风机出力,设法消除两侧烟温偏差。

  

  7、及时清除锅炉各处结焦结渣,保证省煤器附近声波吹灰器的可靠性,并对空气预热器的堵塞及时进行消除。认真执行定期工作,加强受热面吹灰,防止受热面积灰可使排烟温度大大降低。

  

  8、尽力消除制粉系统、空预器及炉本体各处漏风。保持正常的炉膛负压,炉膛压力过负会使锅炉漏风加大。

  

  9、通过改变炉膛负压。白天可以控制在规定的数值以内,夜班自己可以调的小点,但为了现场的卫生和减少不必要的麻烦,还是保留点负压,可采用微负压燃烧,改变固体燃料的着火时间。

  

  10、通过改变一、二次风刚性,改变炉膛内火焰长度及烟气在炉膛内的滞留时间,进行排烟温度的调整。

  

  11、稳定燃烧,保持汽温汽压在额定范围内。

  

  12、按规定进行定期排污连续排污,以保证给水品质合格,可减少热阻,降低排烟温度。

  

  13、保持制粉系统的出力运行,尽量少启用制粉系统或避免倒换制粉系统。 14、受热面布置。锅炉设计时,对炉膛沾污系数很难估计,使得受热面布置

  

  不合理,或结构不佳,造成受热面吸热不足,导致锅炉排烟温度高。可增加省煤器管排,或将省煤器光管改成鳍片式、肋化式省煤器,增加省煤器的吸热量,降低排烟温度。

  

  四、排烟损失与锅炉运行经济性的分析

  

  锅炉运行经济性直接取决于锅炉效率,锅炉效率的计算有正平衡法和反平衡法,对于电站等大型锅炉均采用反平衡法,即测得锅炉各项热损失然后用热平衡方程Qr=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6及锅炉效率计算公式η=Q1/Q2*100% 得出η=100-( q2+q3+q4+q5+q6)

  

  其中q2=Q2/Qr*100%为排烟热损失占送入锅炉的热量比

  

  q3=Q3/Qr*100%为化学不完全燃烧损失占送入锅炉的热量比 q4=Q4/Qr*100%为机械不完全燃烧损失占送入锅炉的热量比 q5=Q5/Qr*100%为锅炉的散热损失占送入锅炉的热量比

  

  q6=Q6/Qr*100%为灰渣物理热损失及冷却水热损失占送入锅炉的热量比 在几项损失中排烟损失所占的比例最大,是锅炉效率的决定因素,直接影响着锅炉经济性。

  

  锅炉的节能环保措施

  

  煤炭资源作为我国重要能源,其一直是工农业生产、生活中消耗最大的能源,尤其是在工业生产中。煤炭能源作为非可再生能源,在今后相当长时间内,其将一直是主要能源。然而工业锅炉对其消耗量之大,加之燃煤设备和技术的落后,使其燃煤效率不高,甚至容易造成污染环境,无法满足节能环保需求。在这种情况下,有必要对其设备进行改造、对其技术进行改进。本文主要从工业锅炉现状及原因、工业锅炉节能减排措施两方面出发,对锅炉节能环保措施进行相应探讨。

  

  随着国家对节能环保的重视,人们对节能环保有了新的认识。一些工业为了达到节能环保需求,纷纷对原有的锅炉进行改进,毕竟工业锅炉煤消耗量在全国煤炭产量中的比重比较大,其在实际运行过程中容易产生有害气体和灰尘,容易造成环境污染。在这种情况下,就应该对现在锅炉现状进行分析,并采取相应措施,以达到降低能耗、节能环保需求。如何降低锅炉能耗问题,已经成为相关工业值得思索的事情。

  

  1 工业锅炉现状及原因

  

  就目前来,我国工业锅炉消耗的煤量占全国煤产量的三分之一,而其平均锅炉效率仅为60%。出现这种现象的主要:

  

  1.1未进行水质处理或水处理设备不合格,使受热面结水垢,不仅浪费大量燃料,还会危及锅炉安全运行。

  

  1.2配套设备差,跑、冒、漏现象严重,例如炉墙漏风、风量配备不足,炉膛内温度偏低,有的炉膛内温度过高,引起结渣。

  

  1.3淘汰型锅炉存在多,许多中小型在用的锅炉仍然是八、九十年代的老旧小型锅炉,炉体不但老化陈旧,而且锅炉容量小,设计燃烧效率都比较低。

  

  1.4锅炉与煤种的不相适应,工业一般采用的的是正转链条炉排锅炉,这种锅炉本身的热效率就比较低,其层燃炉在燃烧过程中,对煤种和颗粒是有一定要求的,然而现实中工业用煤不能很好满足链条炉这种特殊设计需求,进而影响锅炉效率。

  

  1.5工业锅炉的管理水平及实际运行水平也相对较低,司炉工缺少基本文化素质,操作水平偏低,且频繁更换,锅炉房的管理水平低下,在一定程度上使得工业锅炉效率不稳定。

  

  1.6锅炉风机配比不合理、能耗高、锅炉本体和输出管道效果差、操作人员技术不高及锅炉维修不及时,也是影响锅炉热效率的原因。

  

  1.7未安装尾部受热面或受热面效率低下,排烟温度过高,排烟热损失严重。

  

  为了降低工业锅炉能耗,提高其热效率,就应该对上述因素进行分析并采取相应措施进行改进,以便使其达到节能环保的效果,更好的满足时代发展需求。

  

  2工业锅炉节能减排措施

  

  2.1 对煤装置进行改造

  

  因工业锅炉采用的层燃原料多数是原煤,且其在正转链条炉排锅炉中用的次数比较多,这种煤炉斗式给煤装置容易使煤块和煤末混合在一起并粘在炉排上,使锅炉不能有效的通风,进而影响燃烧速度。在这种情况下,就应该对原有的分层煤装置进行改造。在改造过程中,可以先用重力对原煤中块、末进行自上而下筛选并将其松散的放在炉排上,使其能更好的进风,以改善原煤燃烧状况,将灰渣含碳量降至最低,提高煤炭燃烧热效率。而其节能效果则是随改造前炉况而变化的,其炉况越差,节能效果越好,投资少,其成本回收也快。

  

  2.2 对燃烧系统进行改造

  

  因工业中一般采用的都是正转链条炉排锅炉,在对其进行改造的过程中,可采用复合燃烧技术,在炉前选择合适位置将适量的煤粉喷到炉膛内恰当的位置,使其能在排炉层燃烧基础上进行悬浮燃烧,以达到节能效果;也可改造为水煤浆燃烧系统,水煤浆是一种浆体燃料,可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧,可代替燃料油、原煤用于锅炉燃用,具有燃烧效率高、负荷调整便利、减少环境污染、改善劳动条件和节省用煤等优点;此外,也应该对燃油、燃气及煤粉锅炉进行改造,最好是用新的节能燃烧器取代旧的、落后的燃烧器,毕竟其节能效果与设备相关的,原来燃烧器的状况越差,其节能效果就越佳。

  

  2.3 要对层燃炉进行改造

  

  因层燃炉在实际应用过程对煤种和颗粒要求比较严格,在现在工业生产中很难满足这一需求。在这种情况下,有必要对其进行改造。可以将其改造成循环流化床锅炉,这种锅炉是煤粉在炉膛内的循环燃烧,其热效率远高于层燃锅炉,即便是劣质煤也能有效燃烧。同时,其也可以利用石灰粉在锅炉内进行脱硫,不仅能减少SO2气体的排放,也可以将其煤渣作为生产建筑资料来使用。就目前来看,循环流化床锅炉在工业应用中已经取得了相应成绩,然而,其投资却相对较高,在使用过程中,应该结合自身实际经济状况来使用。

  

  2.4 采用新燃烧技术

  

  因原煤在燃烧过程中容易产生烟垢,易降低原煤燃烧效率,增加能耗。为了解决这一问题,可以在燃料中加入添加剂,以优化燃料燃烧、降低烟垢、提高燃煤热效率,进而达到节能环保目的。为了更好的提高工业锅炉燃烧热效率,应该采用富氧燃烧技术。这种燃烧技术一般是空气氧含量在21%以下进行的,在使用这种技术的时候,应该利用物理方法收集空气中的氧气,使收集后气体的含氧量在25%~30%。相关资料显示,锅炉燃烧气体中的氧含量超过25%,就能节能20%,锅炉启动时间也将会缩短原启动时间的一般以上。随着科学技术不断的进步,富氧技术将会更好的发展,在节能环保上发挥更好的作用。

  

  2.5 采用烟气余热回收技术

  

  在工业燃油、燃气、燃煤锅炉设计制造时,为了防止锅炉尾部受热面腐蚀和堵灰,标准状态排烟温度一般不低于180℃,最高可达250℃,高温烟气排放不但造成大量热能浪费,同时也污染环境。采用余热回收器可将烟气热量回收,回收的热量根据需要加热水用作锅炉补水和生活用水,或加热空气用作锅炉助燃风或干燥物料。节省燃料费用,降低生产成本,减少废气排放,节能环保一举两得。

  

  2.6 采用全自动控制系统技术

  

  把手动或半自动锅炉的控制系统改造为全自动智能控制,可提高百分之十左右的燃烧效率,针对供暖锅炉,根据实际温度情况调节锅炉的输出功率,这样可以节省大概百分之二十的能量。燃煤锅炉的主要辅机--风机的运行参数与锅炉的热效率和耗能量直接相关,用适当的调速技术,按照锅炉的负荷需要调节风量,维持锅炉运行在最佳状况,一方面可以节约锅炉燃煤,又可以节约风机的耗电,节能效果佳。此法同样可以对燃油锅炉,燃气锅炉使用。

  

  2.7 加大对锅炉操作人员培训力度

  

  技术人员操作水平如何直接关系着锅炉燃烧热效率,应该加大对锅炉操作人员培训力度。在培训过程中,不仅要对锅炉操作人员进行专业知识技能培训,还应该对其进行节能知识培训,以不断的提高锅炉操作人员技术水平,使其操作更加熟练,更好的提高锅炉热效率。同时锅炉操作人员在实际操作过程中,也应该熟悉燃料的种类及其锅炉适应性问题。要加强水处理,合理的排污,以降低排污率,减少热量损失。要对合理的进行配风,使其能更好的满足锅炉燃烧需求。要对燃烧中的锅炉进行适时的调节,以减少不必要气体的排放量,将锅炉消耗降至最低,以达到节能节能环保目的。

  

  2.8 加大锅炉维修养护力度

  

  锅炉在实际运行过程中总会出现一些问题,这时就需要对锅炉进行相应维护。为了保证锅炉正常运行,使其始终保持最佳状态,使其效率得到有效的提高,就应该加大对锅炉维修养护力度。在维修过程中尤其要重视阀门冒气、水位表滴漏、排污漏水等问题,毕竟出现这其中任意一种问题,都会影响锅炉的正常运转,甚至消耗大量的能源。

  

  3结束语:

  

  目前来看,工业锅炉在运行过程中,常会出现结构设计不合理、辅机机套不协调,可用煤种与设计煤种不相符及操作不当等问题。这些问题的出现都会造成锅炉出力不足或是热效率低或是参数不合格,使能源消耗增加,使其不能更好的满足生产需求。为了保证锅炉持续有效的运行,并满足其节能环保需求,就应该对煤装置进行改造、对燃烧系统进行改造、对层燃炉进行改造、采用新燃烧技术、采用烟气余热回收技术、采用全自动控制系统技术、加大对锅炉操作人员培训力度、加大锅炉维修养护力度等。只有这样,才能降低能耗、提高锅炉燃烧效率、降低工业成本,满足节能环保需求,进而促进可持续发展顺利进行。


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