燃煤链条炉排工业锅炉节能技术

2022-09-11

能源是发展国民经济的命脉, 是提高人民生活水平的重要物资基础。随着我国经济的快速增长, 经济发展与能源相对不足的矛盾日趋尖锐。如何提高能源利用率是各行各业面临的共同问题。目前在我国一次能源消费结构中以煤炭为主, 燃煤是大气中SO2污染的主要来源, 我国煤炭资源可采储量虽居全球第三位, 但人均可采储量仅为世界平均水平的50%, 随着我国经济快速增长, 能源需求量大幅度上升, 经济发展将面临能源矛盾约束。

我国把容量在65吨/时以下为工业生产供热、为建筑物供暖的锅炉称之为工业锅炉, 目前我国工业锅炉采用链条炉排锅炉居多, 工业锅炉量大面广, 以燃煤为主, 每年耗用原煤约占年总产量的1/3, 为耗能大户, 全国在用工业锅炉每年SO2的排放量占全国SO2排放总量的21%。工业锅炉节煤降耗首当其冲, 迫切需要进一步改进和提高燃烧和传热技术水平, 同时要从系统的观念设计和选用锅炉以提高能源利用率, 以进一步节约能源、减少排放。

1 我国工业锅炉现状

我国燃煤工业锅炉在燃烧方面存在着许多问题, 如锅炉热效率低、烟尘污染严重、锅炉出力不足、燃烧设备故障多、燃料结构不合理、企业规模小, 产品容量低等。我国工业锅炉的主体是层燃炉, 实际运行中由于忽视锅炉尾部受热面的水垢、烟垢、积灰、漏风等现象, 造成受热面热阻大, 传热效果差, 导致排烟温度高, 过量空气系数高, 排烟热损失达到20%以上, 炉膛燃烧状况不稳定, 热效率低。设备整体技术水平低, 表现在运行调节智能化程度低, 燃烧过程不能实现自动检测调节;节能环保技术落后, 包括燃烧与换热、水处理、除尘脱硫、余热回收和灰渣综合利用等;主辅机不配套, 辅机性能差、效率低。运行管理水平低, 设备完好率低。燃料市场环境对工业锅炉运行的影响不利, 可用煤种与设计不符, 由于煤质多变, 造成运行操作不当, 机械不完全燃烧增加, 热效率下降。以上因素都会造成锅炉出力不足热效率低下、热效率低下和输出参数不合格等问题, 能源消耗量过大, 能源浪费现象严重。锅炉的热效率主要取决于锅炉的热损失, 在锅炉的几项热损失中, 排烟和机械不完全燃烧热损失所占比重最大, 是锅炉效率的决定因素。因此, 有效地控制排烟热损失和机械不完全燃烧热损失是提高锅炉热效率的重要途径。

2 燃煤链条炉排工业锅炉节能技术

目前工业锅炉采用链条炉排锅炉居多, 推广应用的节能技术大部分也是针对链条炉排锅炉, 节能改造技术主要包括锅炉结构改造、燃烧方式优化、配套系统优化和运行管理完善等。

2.1 锅炉结构改造

(1) 给煤装置改造。

我国多数链条炉排锅炉采用斗式给煤装置, 使得煤块和煤末混合堆实在炉排上, 阻碍锅炉进风, 影响燃烧。将斗式给煤装置改造成分层给煤装置, 使煤疏松和控制加煤量, 而取消煤闸板, 然后通过筛板将原煤中块、末自下而上松散地分布在炉排上, 有利于进风, 改善了燃烧状况, 提高煤的燃烧率, 减少灰渣含碳量。采用分层燃烧只对给煤装置进行改造, 因此投资少, 回收快, 而且保留了链条炉排操作简单的优点。

(2) 炉拱改造。

链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的, 按照实际使用的煤种, 适当改变炉拱的形状与位置, 可以改善燃烧状况, 提高燃烧效率, 减少燃煤消耗, 现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。这项改造可获得10%左右的节能效果, 技改投资半年左右可收回。

2.2 燃烧方式优化

(1) 分层燃烧技术。

分层燃烧技术是将原煤在入料口先通过分层装置进行筛分, 使大颗粒煤直接落至炉排上, 小颗粒及粉末送入炉前型煤装置压制然后送入炉排, 以提高煤层的透气性, 从而强化燃烧, 提高锅炉热效率和减少环境污染。采用分层燃烧技术可以使锅炉的通风性能改善, 燃烧强度增大, 提高对煤种的适应性, 对减少炉渣含碳量、提高锅炉热效率有明显的效果。对于没有空气预热器的锅炉不宜采用, 因为向炉排上送的是冷风, 容易造成大块煤不易烧透, 使炉渣含碳量反而略有增加。

(2) 循环流化床燃烧技术。

循环流化床燃烧技术是一种新型的高效低污染、目前商业化最好的清洁燃烧技术之一。流化床燃烧是床料在流化状态下进行燃烧, 其燃料可以为化石燃料、工农业废弃物和各种生物质嫩料。一般粗重的粒子在燃烧室下部燃烧, 细颗粒在上部燃烧。被吹出燃烧室的细颗粒采用各种分离器收集下来送回解烧内循环燃烧。由于其自身低温、循环流化燃烧机理, 它的热效率比层燃锅炉高20%, 而且对燃料的适应性强, 可以燃用劣质煤, 燃烧效率高, 负荷调节性能好, 环保性能好, 灰渣可直接生产建筑材料, 实现综合利用。

(3) 锅炉燃烧型煤技术。

锅炉燃烧型煤可以获得较高的热效率和节煤率。由于粉煤成型后的型煤具有一定粒度, 不易掉落, 从根本上改变了层燃炉的燃料结构和炉排通风条件, 从而大大降低了炉排漏煤量和灰渣含煤量, 减少了飞灰热损失和粉尘量, 因此燃烧时机械不完全燃烧损失很小。发展型煤不仅可以节约能源提高煤炭利用效率, 而且可以有效地减少环境污染。

2.3 配套系统优化

(1) 采用变频调速技术。

采用变频技术, 通过调节电机功率来调节风量和水流量, 从而达到节能的目的。采用变频调速用于风机和水泵普遍可节电30%~40%。还可以通过变频调速装置, 控制炉排的速度, 从而达到最佳的燃烧工况, 以提高锅炉的热效率。

(2) 采用热管省煤器及热管空气预热器。

热管导热系数非常大。当锅炉排烟温度偏高时, 在锅炉上加装热管省煤器或热管空气预热器, 降低排烟温度, 提高锅炉热效率, 节能效果明显。

2.4 运行管理完善

建立及建全锅炉水质管理和定期的除灰制度, 保证锅炉用水的水质和锅炉受热面的清洁, 以提高锅炉效率和设备使用寿命。另外加强运行管理人员技术水平, 保证系统安全正确运行, 主要是通过强化培训, 提高锅炉的操作人员和管理人员专业知识。熟悉掌握系统和设备功能, 正确使用操作, 定期对设备进行维护保养, 使系统和设备在最佳状态下工作。

3 结语

工业锅炉节能技术改造的各项内容实施后, 会较大幅度地减少煤炭的消耗, 有益于改善地区的生态环境。但各项节能技术各有优缺点, 应结合企业的实际需要、锅炉的实际状况等进行综合分析, 采取相应的措施, 选择合理的节能技术方案, 最大限度地实现节能效果, 为企业带来经济效益。只要真正重视能源的节约和合理利用, 采取各种有效措施, 就可以不断地提高工业锅炉的能源利用率, 使有限的能源发挥更大的作用, 为国民经济的发展奠定坚实的物质基础。

摘要：工业锅炉是我国能源消耗和污染大户, 如何有效地节约锅炉能耗是一个关系国家未来的重要战略性课题。本文对国内工业锅炉的运行现状和存在问题进行了分析, 对在工业锅炉占多数的燃煤链条炉排锅炉燃烧现状进行了剖析, 阐述了其节能改造的技术, 探讨了工业锅炉节能的措施及节能的意义。

关键词：工业锅炉,节能,技术