节能知识—热工设备节能改进方法

热工设备节能改进方法广州弘禹环保科技有限公司目录：1、引用标准2、燃料燃烧的合理化3、过量空气系数4、炉渣含碳量5、传热的合理化6、技少传热与泄漏引起的热损失7、余热的回收利用8、实行热能的综合利用与用能设备的合理配置9、热效率1、引用标准1.1、GB/T17954工业锅炉经济运行1.2、GB/T18292生活锅炉经济运行1.3、GB/Tl53l7工业锅炉节能监测方法1.4、GBl576低压锅炉水质1.5、GB/T3l66热水锅炉参数系列1.6、GB13271锅炉大气污染物排放标准1.7、JB/T7985工业锅炉通用技术1.8、GB50041锅炉房设计规范1.9、GB50273工业锅炉安装工程施工及验收规范2、燃料燃烧的合理化2.1、燃料燃烧的主要控制指标2.1.1、燃料燃烧的主要控制指标，包括根据燃烧设备、使用燃料的种类及不同燃烧方式，规定的空气系数、排渣含碳量等指标。可燃性气体的排放应符合GB13271的要求。2.1.2、附录A表A1和表A2中列出工业锅炉和工业炉窑采用不同燃料及按不同燃料方式运行时的空气系数范围，实际操作中在不降低燃料燃烧效率的基础上，应尽可能降低空气系数。2.1.3、采用火苗床燃烧的工业锅炉，实际操作中应采取必要的措施降低排渣含碳量，其排渣含碳量控制数值在附录表A3中列出。2.2、燃料燃烧方面的测量与记录1.2.1、分析与记录燃料的成分(包括煤的工业分析)发热量,以作为制定与调整燃烧控制参数的依据。1.2.2、分析与检验排出烟气及灰渣中的可燃成分量,以确定燃烧的安全程度,作为调整燃烧过程、改进燃烧装置定及依据。举例：（1）煤气发生炉煤渣的含碳量为11-20%（2）辊道窑废气中CO的残余量为3-7%2.3、炉渣含碳量2.3.1、炉渣含碳量主要用于反应锅炉的机械不完全燃烧热损失。它是指一部分燃料进入锅炉以后,没有参与燃烧化学反应,就随着各种途径带出炉外而造成热能损失。2.3.2造成炉渣含碳量高的原因很多，主要有以下几点：1)燃煤水分和挥发分对煤炭着火的快慢和燃烧温度的高低有显著的影响；另外煤粒度过大。会造成煤炭燃烧不完全。煤炭水份过大，会造成煤着火延后;煤炭的挥发份高,就容易着火燃烧，反之就不易着火，所以燃用煤炭水份过大或者挥发份较小的煤种，因着火推迟,最后导致在整个燃烧过程结束时，煤炭来不及完全燃烧,造成炉渣含碳量超标。2)、锅炉运行参数调整不合理主要包括:一次风速、二次风速、风煤配比等,造成燃烧不完全；进煤速度太快，燃煤还没有完全燃烧就已经到末端，被排出炉膛；煤风配比不合适，不能根据煤质、煤的燃烧情况,适当调整送风机风门开度，以保证提供充足的氧气供煤炭充分燃烧，降低炉渣含碳量。3)、炉膛温度过低炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素。过低的炉膛温度不能维持炉膛内良好的燃烧。造成的原因除了漏风严重和风量配置不当外，低负荷、炉膛水冷系数过大等也是造成炉膛温度低的主要因素。炉渣含碳量在一定程度上代表了煤炭燃烧的完全程度，是反映锅炉节能运行状况的重要指标。虽然炉渣含碳量并不能绝对地反映出锅炉热效率的高低，但在实践中经常注意炉渣的色泽，是监督锅炉运行的重要手段。我们可以从灰渣的色泽变化,及时发现影响锅炉正常燃烧的原因，排除不良因素，提高锅炉运行的热效率。2.3、改善燃料燃烧的措施1.3.1、燃烧装置类型极其特性参数的选择,必须适合燃料各种类及其理化性能,适合热设备与工艺的要求,并且要有足够的可调范围,以满足加热负荷变化的要求。1.3.2、供风引风系统必须保证必要的风量和压力,供风、引风系统的能力必须和燃料主体、设备相匹配，其富裕度不应过大，尽量采用变速调节系统。1.3.3、安装燃烧控制装置，应根据排出烟气中的含氧量（或二氧化碳量），调节空气-燃料的比例，使之符合空气系数管理的要求，并使排出炉膛烟气中的可燃成分降低到最低值。2.3.4、使用多个燃烧装置时,应分组(段)或分个调节与控制各组,各燃烧装置中的供入燃料量比例,以提高热设备的总热效率。2.3.5、研究采用新的燃烧方法、燃烧装置及其布置方式时，应采用合理的炉型结构，以进一步提高热效率。2.3.6、燃烧设备与所使用的燃料品种应相互适应并保持质量相对稳定，对燃料应进行合理调配合理加工（如动力配煤和型煤）与合理存放，鼓励开展劣质燃料、煤矸石等的综合利用。2.3.7、遇有严重结渣而无法调整时，可采用化学除渣剂给予清除，所选用的化学除渣剂应不损害受压元件和耐火衬里。3、过量空气系数3.1、过量空气系数是一项重要指标,锅炉运行中过量空气系数的合格指标,并作为锅炉经济运行的关键指标之一进行监控。各类不同类型的锅炉,都有一个最佳过量空气系数,但实际上几乎所有的炉子都超过设计值。过量空气系数,是根据燃料的性质、燃烧方式、燃烧设备等条件来确定的,当过量空气系数过大时,会造成燃煤与空气混合不均匀,有的区域出现空气不足,另外区域又严重过剩,致使炉膛温度降低,排烟量增大,带出热量增加,也就是排烟热损失增加。最好的做法是,在尽可能保证燃料得到充足的氧气而完全燃烧的前提下,过量空气系数愈低,燃烧愈经济。3.2造成空气过剩有几种原因:1)、锅炉烟气系统的漏风,主要发生在锅炉排放炉渣的部位。2)、应当指出的是锅炉本体的漏风,炉墙漏风也很普遍,但还不为人们所重视。锅炉炉墙砌体一般是各类耐火砖、红砖墙及保温砖等,其本身气密性就差,再加上耐火砖缝的耐火泥都是塑性的,这些都会导致锅炉炉墙漏风。尤其是快装锅炉的炉墙较薄,如果炉墙砌筑不好,锅炉漏风量将会很大;由于锅炉整体刚性较差,锅炉在运输和吊装过程中炉墙砖缝就会松动而漏风。3)、锅炉燃烧调整的操作技术不完善,造成风量配置不当。煤燃烧是分段进行的。煤在预热干燥时,可以完全不需要空气;在挥发份析出区,有一部分可燃性气体已经开始燃烧,因此需要供给少量空气;挥发份和煤炭的燃烧区域是燃烧的主要部分,需要送入大量的空气。在于煤的不同燃烧过程供给不同的空气量,分段送风门的实际开度要经常随燃煤粒度、水份的变动及燃烧情况加以调整。锅炉操作技术水平的高低,表现在是否能按煤的燃烧各区段正确调节空气量,所以应加强对锅炉操作人员的节能技术培训,提高操作技能,以降低空气系数。4、炉渣含碳量4.1、炉渣含碳量主要用于反应锅炉的机械不完全燃烧热损失它是指一部分燃料进入锅炉以后,没有参与燃烧化学反应,就随着各种途径带出炉外而造成热能损失。4.2、造成炉渣含碳量高的原因很多,主要有以下几点。1)、燃煤水分和挥发分对煤炭着火的快慢和燃烧温度的高低有显著的影响,另外煤粒度过大.会造成煤炭燃烧不完全。煤炭水份过大,会造成煤着火延后;煤炭的挥发份高,就容易着火燃烧,反之就不易着火,所以燃用煤炭水份过大或者挥发份较小的煤种,因着火推迟,最后导致在整个燃烧过程结束时,煤炭来不及完全燃烧,造成炉渣含碳量超标。2)、锅炉运行参数调整不合理,主要包括:一次风速、二次风速、风煤配比等,造成燃烧不完全;进煤速度太快,燃煤还没有完全燃烧就已经到末端,被排出炉膛;煤风配比不合适,不能根据煤质、煤的燃烧情况,适当调整送风机风门开度,以保证提供充足的氧气供煤炭充分燃烧,降低炉渣含碳量。3)、炉膛温度过低炉膛温度的高低是燃料燃烧好坏的重要因素。过低的炉膛温度不能维持炉膛内良好的燃烧。造成的原因除了漏风严重和风量配置不当外,低负荷、炉膛水冷系数过大等也是造成炉膛温度低的主要因素。炉渣含碳量在一定程度上代表了煤炭燃烧的完全程度,是反映锅炉节能运行状况的重要指标。虽然炉渣含碳量并不能绝对地反映出锅炉热效率的高低,但在实践中经常注意炉渣的色泽,是监督锅炉运行的重要手段。我们可以从灰渣的色泽变化,及时发现影响锅炉正常燃烧的原因,排除不良因素,提高锅炉运行的热效率。5、传热的合理化5.1、传热管理的要求5.1.1、对被加热或被冷却物体的温度,用于加热的蒸汽或其他载热体的温度‘压力及能量，应根据工艺要求和节能的原则制定合理的控制指标及有关的管理要求。5.1.2、对企业内主要用热设备，应制定热效率或单位产品产量热耗定额行业标准，作为评价该类设备合理用热的依据。5.1.3、厂房等采暖、降温和空气调节的管理，要根据建筑物的构造、设备的配置、作业的工艺特点，制定相应的温度和通风次数等管理要求。5.2、与传热有关的测量与记录5.3、传热设备的检查维修5.4、炉体外表面温度5.4.1、炉体外表面温度指标主要用来反映锅炉的散热损失。由于锅炉炉墙、金属结构及锅炉范围内的烟风道、汽水管道、联箱等外表面高于周围环境温度,致使向周围环境散失的热量,叫做散热损失。锅炉散热的大小主要取决于锅炉的容量相对表面积的大小和外壁温度,外壁相对面积越大,外壁温度越高,向周围环境的散热量也越大。5.4.2、从具体因素来看,炉体外表面散热损失主要取决于以下几点:1)锅炉容量的大小；2)是否布置尾部受热面；3)炉墙的保温绝热状况。在实际监测中,经常发现的问题是,锅炉墙体年久失修已经损坏,保温层没有及时维修更换,都会造成炉体外表面温度超标;或者虽然整体炉墙外表面温度未超标,但炉墙的部分区域温度严重超标,这些情况下都应当对保温层进行检修,选用先进的保温材料,以降低散热损失。5.4、改善传热的错施5.4.1、根据工艺过程的可能，合理制定加热(冷却)：温度的规定值，以降低综合能耗。5.4.2、按照工艺条件的规定，准确控制被加热或被冷却物体的温度，防止超出规定的温度范围。5.4.3、对于使用蒸汽等载热物体的设备，准确控制载热体的温度、压力与流量，降低热量的损耗。5.4.4、对于温度稳定、连续工作的加热设备，应控制各点的供热量，以保证被加热物按规定的温度制度加热。为进一步提高热效率，应研究改进温度制度，合理分配各点的供热量。5.4.5、对于周期性工作的热设备，在各工作阶段应按规定的供热制度控制供热量，为提高热效率，应研究更为合理的供热制度。5.4.6、根据可能，尽量采用直接(明火)加热、浸没燃烧等加热方法，以提高加热速度，降低燃料消耗；同时应研究新的直接加热的燃烧方式和装置，进一步缩小间接加热的范围，对尚不能采用直接加热的工艺亦应改进间接加热的效果。5.4.7、加热设备的排烟系统应有适当的抽力，多台设备共用同一排烟系统时，每台设备均应有单独的调节闸阀，整个排烟系统应有良好的气密性，以保证设备内压力分布的调节能力。5.4.8、改善工业炉内壁表面的性能和形状:以提高其撼肘柯对流换热能力。5.4.9、改善热设备换热部分的性能和形状，以提高其传热能力。5.4.10、改进加热设备的本体、台架以及运送被加热物的台车、链爪、辊道等的结陶，减少其重量，采用比热及导热率小的材料，以降低其蓄热接及热损失，提高设备的加热速度及热效率。5.4.11、采用增加多效重复利阐罐的级数、合理延长炉子长度，增设并合理布置热交换装置、高温与低温加热设备配合使用等方法，多次利用热量，提高系统综合热效率。5.5、改善传热设备的运行管理5.5.1、调整被加热或被冷却物体的数量，使每台设备接近额定产量，防止因产量过低或过高而增加热耗。举例：y=0.4031x+176.43R2=0.9650501001502002503003504004500100200300400500600700产量耗煤量系列1线性(系列1)5.5.2、多台热设备并列运行时，应根据单产热耗最低的原则，调整开动台数及各台负荷。5.5.6、对热效率过低或热耗过高的设备，应改进结构、调整操作，必要时及早淘汰更新。对国家有关部门公布的淘汰产品按规定限期淘汰。附录A表Ａ5中列出工业锅炉最低热效率指标。5.6、采用高效设备与节能工艺流程注：①表中所列实际运行的锅炉，以满负荷进行燃烧时的热效率值。②本表不适用于下列锅炉：a、燃用无烟煤、石油、劣质煤和Ⅰ类烟煤的锅炉；b、蒸发量小于0.14MW，或额定热负荷小于0.5×106KJ/h的热水锅炉；c、余热锅炉；d、用稻草、甘蔗渣、木屑或其他工业废物与燃料混合燃烧的锅炉。6、技少传热与泄漏引起的热损失6.1、减少热损失的管理要求6.1.1、输送载热体的管道、装置以及热设备的保温、保冷际准，应按GB4