1、工业锅炉 节能技术及评价体系,朱自伟 西航公司动能中心,2019/7/11,主要内容,燃煤工业锅炉状况 工业锅炉之层燃锅炉节能技术 工业锅炉节能改造技术经济评价 工业锅炉节能改造的组织、实施,2019/7/11,我国是一个能源消耗大国，随着我国经济的持续发展，能源供应的紧缺，特别是石油资源短缺的矛盾更显得突出。到2005年底我国各级锅炉制造许可证的企业有1349家，其中C级以上有639家，年生产量18万蒸吨左右。工业锅炉行业协会的70家企业，2005年共生产63020万蒸吨(10863台)。据2005年统计,全国在用工业锅炉近60万台、165万蒸吨，接近电站锅炉装机容量的2倍。其中约48万台锅
2、炉为燃煤工业锅炉。工业锅炉的实际运行效率只有65%左右，比国外先进水平低15-20%。,一 燃煤工业锅炉状况,2019/7/11,我国有60多万台、120多万蒸吨工业锅炉，燃煤的占85%（日1%，美1-3%），容量小，平均约3t/h ，以层燃为主，耗煤占全国1/3，效率低，污染物排放高。 热效率低，比发达国家低15%-20%，作为主体的层燃炉平均热效率只有60%左右，有的还不到50%，锅炉实际效率要比设计、鉴定效率低10%-15%。工业锅炉均要烧优质煤，对煤种的适应性差。工业锅炉用煤未洗选，原煤中颗粒度10mm的块粒含量仅占15%30%。 漏煤、漏风严重，排烟、散热损失大，渣、灰含碳量高,一
3、燃煤工业锅炉状况,2019/7/11,一 燃煤工业锅炉状况,设备整体技术水平低。A.运行调节智能化程度低，1t/h以下燃煤锅炉，加煤，调风，除渣，给水，排污等过程调节完全凭司炉工经验手工操作。B.节能、环保技术落后，燃烧与换热、水处理、除尘脱硫、余热回收和灰渣综合利用、电器设备变频技术的应用等方面都比发达国家有很大差距。运行管理水平低，设备完好率低，未经培训和无证上岗的现象比较普遍。,2019/7/11,中国工业锅炉量大面广，平均容量小，且以燃煤为主，年耗燃料约4亿t标准煤，约占我国煤炭总产量的1/4强。由于锅炉运行效率不高，能源浪费相当严重，每年多耗用燃煤约6000万t，节能潜力巨大。另外由
4、于工业锅炉排放大量烟尘以及SO2和NOX等污染物，成为我国大气主要煤烟型污染源之一。我国每年工业锅炉的污染物排放约为：烟尘排放：280万t/a；SO2：900万t/a；CO2：12.5亿t/a。,一 燃煤工业锅炉状况,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,. 锅炉热效率= - 锅炉热效率，%D - 锅炉蒸发量,kg/hij - 蒸汽焓,kJ/kgis - 给水焓, kJ/kgib - 泡和水焓, kJ/kgjb - 排污量, kJ/kgB - 燃煤量，kg/hQydw- 燃煤低位发热量，kJ/kg 排污率 %注意,锅炉热效率与吨汽耗煤有关，锅炉负荷是小时产汽量,2019/7/11
5、,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,一般的热平衡方程式为:Qr = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 KJ/h其中 Qr 锅炉输入热量 Q1 锅炉有效利用率Q2 排烟热损失Q3 可燃气体不完全燃烧损失Q4 固体不完全燃烧损失Q5 锅炉散热损失Q6 其他热损失,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,锅炉热效率与吨汽耗标煤关系,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,不同炉渣含碳量对层燃炉热效率影响,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,锅炉排烟处不同温度及过剩空气系数的排烟热损失,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,1. 分层给煤燃烧技术我
6、国的链条炉排锅炉都是燃用原煤,原有的斗式给煤装 置使得块、末煤混合堆实在炉排上,阻碍炉排进风,影响燃 烧。如将斗式给煤改造成分层给煤,一般可提高效率45 个百分点。该项改造投资少,见效快,投资回收也很快。部 分单位的实践已做出了很好的证明。,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,自动分层技术的节能机理使炉排上煤层疏松，并按颗粒大小有序排列为二层或三层均匀分布，这就避免了煤层密实、粒径无序掺混而带来的很多缺点，从而提高效率和出力及煤种的适应性 。 自动分层燃烧装置的主要类型a、从供煤的连续可靠性考虑，可分为单辊式、双辊式、三辊式及刮板式b、从经济合理性考虑，主要表现在筛分器的型式，
7、可分为钢筋条式、梳齿式、波峰波谷式、组合式,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,单辊式分层给煤装置,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,2019/7/11,2 炉拱改造链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的,拱型结构对煤种是否适应,对链条炉排燃烧好坏是一个关键。目前在用锅炉的绝大部分拱都是按类烟煤设计的,直接影响锅炉的热效率,甚至影响锅炉出力。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。这项改造可降低炉(灰)渣含碳量30% 50%,而且可提高出力。技改投资半年左右可收回。,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,2019/7
8、/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,3、炉前成型燃烧技术 图3所示，即为该单位10t/h 锅炉型煤燃烧装置。在煤斗1中，装有隔板2，给煤滚筒3 及筛板5，都为分层燃烧装置的部件。煤由煤斗经隔板、给煤滚筒落至筛板。筛板倾角45，由纵向间距约30mm 布置的160 根直径为16mm，长650mm 的钢筋组成。煤经筛板分层，将12 以上的块煤落至链条炉排7 上，12以下的细煤通过筛板落至型煤双轧辊6 上。,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,20t/h及29MW的锅炉，为了避免轧辊过长，引起直径的增大，造成加工难度大、成本高，及炉前安装尺寸不够等问题，将轧辊分为两段，中间设有约2
9、00mm 宽的支撑点，采用滚动轴承支撑。在支撑点的部位专门设有倾角为50的溜煤道，避免在中间支撑对应部位的炉排上无煤。主机由两根325的实心轧辊组成。给煤滚筒也改为32510 的钢管，纵向均布12道高80mm、厚10mm 的钢板组成一个叶轮式圆筒。,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,型煤双扎辊由两根200长2700mm 的实心钢件组成， 钢件上布置了许多椭圆形小槽，两个轧辊都如图中箭头所 示向内旋转。细煤经双轧辊机械成型为13mm25mm 的 椭圆形煤球，均匀地落在炉排上的块煤之上。两轧辊一主 一从，主动轧辊由电动机及减速机带动。锅炉负荷变化时， 不仅可以调节煤量和炉排速度，
10、而且还可以利用无级调速 装置调节轧辊的运转速度。,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,图3 型煤燃烧装置 1、煤斗；2、隔板；3、 给煤滚筒；4、煤闸板；5、 筛板； 6、 型煤双轧辊；7、 链条炉排,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,4 锅炉辅机节能改造燃煤锅炉的主要辅机- 鼓风机和引风机的运行参数与锅炉的热效率和能耗量直接相关,用适当的变频调速技术,按照锅炉的负荷需要调节鼓、引风量,维持锅炉运行在最佳状况,一方面可以节约锅炉燃煤,另一方面又可以节约风机的耗电,节能效果较好。,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,5 层燃锅炉改造成循环流化床锅
11、炉循环流化床锅炉是燃煤在炉内循环流化燃烧,所以,它的热效率比层燃锅炉高1015个百分点,而且可以燃用劣质煤;由于可以使用石灰石粉在炉内脱硫,所以,不但可以大大减少燃煤锅炉酸性气体SO2的排放量,而且其灰渣可直接用于生产建筑材料。这种改造已有不少成功案例,但它的改造投资较高,约为购置新炉费用的70%,所以要慎重决策。,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,链条炉、煤粉炉、循环流化床锅炉性能比较表,2019/7/11,6 控制系统改造工业锅炉控制系统节能改造主要是按照锅炉的负荷要求,实时调节给煤量、给水量、鼓风量和引风量,特别是实施燃烧自动调节,包括电动机的变频调速,装设烟气氧量监测
12、仪表,再配以先进的调风装置,可大幅提高燃烧效率,降低过量空气系数,使锅炉经常处在良好的运行状态,从而提高锅炉效率,一般可提高23个百分点。,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,2019/7/11,二 工业锅炉之层燃锅炉节能技术,7 在供热系统中推广蓄热器。由于采用蓄热器,可以在用户用热负荷多变条件下,保持锅炉的运行工况稳定,使锅炉一直以额定负荷状况工作,保持锅炉的设计热效率。经上海地区试验,在供热系统采用蓄热器的情况下,锅炉热效率可提高510个百分点,且对系统也有益。据了解,法国等国对蓄热器有不少先进技术,可供中国采用。,2019/7/11,三 工业锅炉改造技术经济评价,基于经济条件和资源限制，我
13、国锅炉的改造不可能单纯地追求技术的先进性，必须综合考虑工业锅炉的技术，经济和环境需求，寻求适合于中国国情的工业锅炉发展道路。建立系统的工业锅炉技术，经济和环境的评价方法有利于工业锅炉整体技术水平的提高和环境的改善。 以往国内对于工业锅炉的评价从能效或排放标准等单一因素角度评价得较多，从技术，经济和环境角度评价少，评价局限于技术层面，经验的分析和定性的评价多，定量的研究方法少。,2019/7/11,三 工业锅炉改造技术经济评价,采用定量的方法建立了工业锅炉技术，经济和环境等多因素综合评价模型。该模型可作为工业锅炉以及能源领域的政策研究的基础，也可用于工业锅炉发展的规划，宏观布局和微观分析。,20
14、19/7/11,三 工业锅炉改造技术经济评价,1. 工业锅炉技术，经济和环境评价模型 工业锅炉技术的综合评价，涉及锅炉装备水平，运行效率，燃料性质与质量，操作管理水平，现行环境标准要求，政策法规等多项重要因素；同时，地区间还存在较大差异。要建立工业锅炉的评价方法，必须确定工业锅炉的评价标准，评价指标和建立评价模型。,2019/7/11,三 工业锅炉改造技术经济评价,1.1 评价标准和评价指标体系 1.1.1 评价指标确定涉及工业锅炉的标准很多，其中包括锅炉的设计制造标准，污染物排放标准，经济评价标准，经济分析原则等。根据这些标准可确定工业锅炉的评价指标系统。工业锅炉的技术，经济和环境的综合评价
15、建立在现有各种标准之上，根据各种评价标准，确定综合评价标准和评价指标。以环境指标为例，根据排放标准，将评价标准分为4级，见表,2019/7/11,三 工业锅炉节能改造技术经济评价,引用的主要标准有： JB/T100941999工业锅炉热效率标准； ZBJ98011工业锅炉通用技术条件； 评价企业合理用热导则； 锅炉大气污染物排放标准GB1327191； 国家环境保护标准：锅炉大气污染物排放标准GWPB31999； 环境空气质量标准GB30951996； 建设项目经济评价方法与参数（第二版）,2019/7/11,三 工业锅炉节能改造技术经济评价,1.1.2 指标优化 建立工业锅炉的综合评价模型的
16、目的是为了指标的优化，指 标优化必须满足2个条件：一是发展工业锅炉的环境的负面 影响最小；二是综合效益必须最大。即：是通过环境评估得出的负面影响程度。是通过装备，燃料，管理等的提高，发挥出最大的 效益。根据上述条件建立了工业锅炉的技术，环境，资金投入和运行成本的评价指标和评价模型。,2019/7/11,三 工业锅炉节能改造技术经济评价,1.1.3 评价框图,2019/7/11,四 工业锅炉节能改造的组织、实施,1.工业锅炉改造主要环节 确定需要改造 确定改造方案：在经济技术综合评价的基础上进行优选。 优选承担改造的单位 设计制造安装点火调试测试并总结,2019/7/11,四 工业锅炉节能改造的组织、实施,2 应注意的问题应充分考虑企业发展，改造方案具有前瞻性容量，环境指标改造应因地制宜，确定能够较长时间应用的煤种很重要！并不是技术越先进越好改造所需时间要充分考虑锅炉施工的特点给予足够的炉墙养护期 改造队伍的人员配备是关键,谢 谢,
