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所屬欄目:機械論文 發布日期:2011-03-10 16:49 熱度:
摘要:論述了鍋爐及供熱系統的能量消耗,提出了通過鍋爐燃燒的方法及供熱系統的維護,達到節能的目的。
關鍵詞:鍋爐;供熱系統;燃燒;維護;節能
一、引言
煤炭是我國的主要能源,在我國能源結構中占有相當大的比重。在能源消耗系統中,鍋爐及供熱系統的年耗煤量約占我國煤炭產量的三分之一左右。隨著人民生活水平的不斷提高,采暖范圍日益擴大,建筑能耗也將大大提高。所以,除了提高鍋爐的熱效率,降低鍋爐及供熱系統的熱損耗,采取節能的措施之外,別無選擇,這也是我國能源供需之間的不平衡得到緩解的一項重要的任務。
二、為使鍋爐燃燒及熱量傳遞過程中能量平衡,有必要了解一下鍋爐的工作原理及工作過程。
鍋爐是一種生產蒸汽的換熱設備,它通過煤等燃料時放出化學能,通過傳熱過程將能量傳遞給水,使水轉變成蒸汽,蒸汽直接供給工業生產中所需的各種形式的能源。鍋爐的蒸汽參數包括容量、蒸汽壓力、蒸汽溫度和給水溫度。鍋爐的容量是額定蒸發量,即在規定的出口壓力,溫度和保證效率下最大連續生成的蒸汽量。
鍋爐的主要工作過程:
1、燃料燃燒過程:層燃:煤→煤斗→爐排—(完成燃燒)→高溫煙氣
2、煙氣向工質傳熱過程:高溫煙氣—(輻射)→水冷壁—(輻射對流)→凝渣管—(輻
射對流)→過熱、再熱管—(對流)→省煤器—(除塵脫硫)→低溫煙氣排向大氣
3、工質的加熱器化過程:給水(系統用水補給水)→給水箱→泵→省煤器→鍋筒
(下降管)→下集箱→水冷壁管束—(輻射對流汽水混合物)→分離器→飽和蒸汽→過熱器→過熱蒸汽→用戶
三、為了使燃料能充分燃燒,建議采取以下節能措施
燃料在鍋爐爐膛內燃燒時對鍋爐熱效率影響很大。如果燃燒不好,則燃燒的化學能就不能充分轉換為熱能,這無疑會降低鍋爐的熱效率。要提高鍋爐的熱效率,首先就要使燃料在鍋爐內完全燃燒。
1、采用合理的調節風量,實現燃料燃燒時的氧氣供應。
燃料在鍋爐內燃燒,燃燒過程不同,燃燒情況也不同。例如:燃料在鏈條爐排的鍋爐中燃燒,隨爐排的轉動而依次著火,燃燒是沿爐排長度方向分區進行的。在爐排的前部和尾部需要空氣量減少,而在爐排中部的燃燒區需要大量的空氣。根據這一現象,合理的調節送風量,使燃料在燃燒區能夠充分地燃燒,這對提高鍋爐的熱效率,達到節能的目的是很重要的。
2、采用二次回風系統,促進燃料完全燃燒。
二次回風能在鍋爐內形成煙氣漩渦,這一方面增加了懸浮煤粉在爐膛內停留的時間,而使燃料充分的燃燒,另一方面能使爐膛內的溫度梯度降低,提高了爐膛內受熱面的利用率,所以采用二次回風系統是改善燃燒條件的重要手段。據測算,利用二次回風系統的鍋爐熱效率可提高5-10%左右。
3、采用鍋爐連續供熱,間歇調節并輔之以質調節的運行方式。
因為鍋爐的頻繁起火、壓火,爐膛溫度驟冷驟熱,不僅會降低運行效率和供暖質量而且也影響鍋爐的使用壽命。經實測結果顯示,鍋爐運行兩小時之內熱效率很低,即起火半小時測得鍋爐熱效率僅為33%,一小時為55%,兩小時之后才能穩定到70%以上。所以采用連續供暖、間歇調節并輔之以質調節的運行方式,調整爐排速度、風量等,使煤炭得到充分燃燒,避免了頻繁起火、壓火引起的熱損失,使鍋爐能較長時間保持高溫狀態并滿負荷高效率運行,同時也延長了鍋爐的使用壽命。
4、采用微機控制,實現鍋爐燃燒過程控制的自動化。
為適應鍋爐負荷變化,鍋爐供熱過程要不斷變化,因而鍋爐爐膛內燃燒過程也要變化。為減少因操作不當而對燃燒的影響,對鍋爐燃燒過程采用微機控制。當負荷變化后,應自動改變煤的供給量和煤層的厚度,同時調節風量,以保證蒸汽壓力穩定。微機控制燃燒自動化過程一般是以蒸汽壓力為調節參數,根據蒸汽壓力變化調節送風和引風量,從而能進一步提高鍋爐的熱效率。利用微機控制不但能提高鍋爐的熱效率,而且對鍋爐安全運行及改善司爐工勞動條件及勞動強度也帶來了好處。
5、加強水處理,促進熱能的有效轉換。
鍋爐經過一定時期的運行,鍋爐內部將出現水中沉淀物,即結垢現象,這是無法避免的。據統計,鍋爐結垢1mm厚度,就要增加燃料消耗3%,而且鍋爐結垢后對鍋爐安全運行也極為不利。從保證鍋爐安全運行及節能方面考慮,加強鍋爐水處理工藝的推廣即采取先進的水處理技術是十分必要的。
當前采用比較普遍的水處理設備是鈉離子逆流再生交換器。這種水處理方式對原水的適應性廣,出水數量及質量、單位鹽耗、自耗水量等指標都比較先進,效果也比較理想。
大中型鍋爐水處理中還常常采用真空除氧,真空除氧比大氣式熱力除氧可省大量燃料,而且又能減少排煙損失,提高鍋爐效率,所以是大中型鍋爐有效的水處理方式。
6、加強鍋爐及供熱系統的維護,防止和減少熱損失。
鍋爐運行時,由于維護不當,對熱效率影響也很大。為提高鍋爐系統熱效率,減少熱損失,在運行時應著重注意以下幾個問題:
(1)隨時清除鍋爐內的積灰,減少熱損失。積灰對提高鍋爐熱效率十分有害,灰垢的熱系數為0.1大卡/米.時.度,當鍋爐有效散熱面積灰1mm厚時,熱效率就要下降4-5%。因此及時清除鍋爐受熱面的積灰是提高鍋爐熱效率的有效措施。目前清除鍋爐積灰主要有機械及化學方法,而以化學方法應用較廣。化學清灰劑是用硝酸鉀、硫磺混合粉末組成,使用時用高壓空氣噴入爐膛與煙灰起化學反應,使灰垢變得松散而脫落。
(2)加強維護保養,防止和減少熱量損失。由于鍋爐及供熱系統溫度比環境溫度高的多,使鍋爐本體及供熱系統向周圍放熱而產生損失在所難免。為了減少熱損失必須加強維護,對鍋爐本體及管道要做好保溫層,減少熱損失尤為重要。熱力管網及閥門等漏水也是熱損失一個不可忽視的環節,熱力管路的絕熱保護必須妥善處理。對使用熱水管道集汽罐排氣時,盡量使用自動排汽閥或密閉關鎖閥門,避免用胡亂開閥門放熱水。另外經常檢查供熱系統中閥門、接頭及散熱氣,隨時消除漏水現象。
(3)加強管理,提高節能意識。加強管理包括技術管理及成本管理兩方面。在技術管理方面,應根據具體情況盡可能設置完善的管理系統。如燃燒中應該有取樣裝置,各種計量裝置及儀表,設置水質化驗室,以適應煤的工業分析、煙氣分析和灰渣含碳量分析等需要。在成本管理方面,燃料管理是十分重要的工作。煤場的煤應按差別分別堆放。做好防風雨措施,減少自然損耗。蒸汽和熱水是鍋爐房的產品,產量要有計劃,分析要有計量。鍋爐設備維修管理也是十分重要的,停爐時要有檢查制度,并派專人維修。
經過采取以上措施,大大提高了鍋爐的熱效率,就以經我們改造的高校鍋爐房供暖系統為例。實地測定結果顯示供暖狀況明顯改善,原距鍋爐房最遠1000m處,室內溫度僅為9℃,現在達到16℃;原距鍋爐房最近處,室內溫度為25℃,現為19℃,室內平均溫度提高3℃。耗煤量節約21%,耗電量節約25%,設備維修費節約30%。爐拱、爐墻原每年砌筑維修,現三年完好無損。出渣機鏈條原每年更換一次,現兩年維修更換一次。大小爐門、預熱區、燃燼區爐排原一個采暖期后基本全部更換,現三年未變形。主燃區爐排原一個采暖期更換二次,現一個采暖期后只有1/2需更換。
四、結語
總之,隨著科技手段的廣泛應用,鍋爐供暖也進入了發展時期,采用科學合理的節能措施,實行量化管理,必將推動能源消耗改革的深入,創建節約型社會。
參考文獻
[1]馬有江,段正利,魯慧文.一個供暖工程改造的范例[J].節能效率,降低運行費用,減少能源浪費,以達到節能的目的。
[2]談供暖系統存在的問題及其解決途徑[J](2005)2
文章標題:提高鍋爐熱效率 采取措施節約能源
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