我的网站

产品中心

联系我们

地址:海南省海口市

邮编:570521

电话:0898-03529468

传真:0898-03529468

行业新闻

当前位置: 首页 > 新闻资讯 > 行业新闻

工业锅炉范文10篇三亿体育官方网站

添加时间:2023-11-13 20:23:20

  基于现状层面来看,工业企业在工业锅炉节能减排工作开展过程中,尚且存在一些有待解决的问题,具体表现如下:1.1对节能减排的认识薄弱,缺乏完善的管理体系一方面,部分工业企业对工业锅炉节能减排的认识薄弱,对于工业锅炉产生的废物、废气的排放,资源的消耗问题,缺乏重视[1-2]。同时,企业为了追求生产效益与经济效益,却忽略了生态效益,使得企业在获得眼前利益的基础上,使未来发展受到较大程度的阻碍。另一方面,部分工业企业缺乏完善的管理体系,针对工业锅炉节能减排工作缺乏有效的管理机制的支持及保障,在人员管控不力、资源利用管理不力的情况下,易引发较大程度的资源浪费问题和环境污染问题,显然这不利于工业锅炉生产综合效益的提升。

  在工业锅炉运行期间,燃料非常关键。且煤炭的燃烧加热程度,对工业锅炉的运行会产生较大程度的影响。相关数据调查显示:目前,需燃煤的工业锅炉,在我国工业锅炉总量中占比大概为65%。由此可见,工业锅炉的运行,离不开对煤炭的需求,并且我国年均锅炉燃煤达到20多亿吨,工业锅炉占其中的25%。这一数据充分显示,现状下工业锅炉燃煤需求量非常大。然而,基于工业锅炉运行期间,投入燃烧的煤炭含有较多的杂质,使得工业锅炉的运行效率及质量受到很大程度的影响。

  要想提升工业锅炉的运行效率,使污染物的排放得到有效降低,有必要针对工业锅炉的工艺技术进行改进、优化。而从现状来看,我国燃煤工业锅炉的数量繁多,在链条锅炉所占比例方面比较高,且大多数工业锅炉相应单机容量偏小,相关数据调查显示:单机容量<10t/h的工业锅炉,所占比例高达80%左右,因容量小、作业分散,使得资源浪费问题严重,且造成的环境污染问题也较为严重[3]。与此同时,因工业锅炉工艺技术有限,使其热效率仅只有大概60%。在热效率低的情况下,难以实现充分燃烧,易生成炉垢、废物等,存在严重的环境污染问题。此外,在污染气体过滤处理过程中,工业锅炉产生的污染气体的专业设备脱硫率可达到60%左右,然而企业从自身利益角度考虑,未能配置配套的仪表、器械以及相关装置,在排烟温度控制方面,效果不佳,难以实现有效冷却,使得排烟气体温度高、污染物质含量多,使得环境污染问题严重。总之,在工业锅炉技术创新能力不足、工艺技术建设资金投入不足的情况下,将会严重影响工业锅炉在生产经营工作中的节能减排效益。

  如前所述,目前工业锅炉节能减排潜在的问题较多,为了解决这些问题,提高节能减排效益,则有必要采取有效的解决对策。总结起来,以下为具体解决对策。

  一方面,需提高工业企业相关工作人员对工业锅炉节能减排工作重要性的认识,做好宣传教育工作,通过工业锅炉节能减排相关运行操作专业技术培训,使操作工作人员在工业锅炉节能减排方面的能力水平得到有效提高。另一方面,需针对工业锅炉节能减排构建完善的管理体系,做好工业锅炉的定期清洁、检查工作,对工业锅炉运行期间发生的问题及时查找、分析,并由专业的技术人员进行处理。同时,以国家相关节能减排政策为依据,使管理体系更加优化,有效避免操作不当、清理检修不及时等问题,进而保证工业锅炉运行期间的能耗得到有效控制。

  从工业锅炉节能减排效益提升角度考虑,做好工业锅炉燃烧系统改造工作非常关键。以国内某工业企业为例,在工业生产过程中,应用了链条炉非锅炉的燃烧系统及配套装置,但是此类装置存在较多的缺陷问题,在燃烧条件产生改变的情况下,锅炉会将大量的浓烟排出,且时间越久,此类状况越明显。要想此类状态得到有效解决,则有必要针对锅炉燃烧系统进行升级改造。可利用炉膛内喷燃气阻燃燃煤技术,使锅炉的负荷范围得到有效扩大,进一步使锅炉的热效率得到有效提升,并增强锅炉适应煤质变化的能力。

  工业锅炉节能减排效益的提高,离不开充足的资金支持,因此需投入充足的建设资金,并重视节能减排技术的创新及引进。具体做法如下:2.3.1通过技术创新,使工业锅炉对燃料的依赖程度得到有效降低。在煤炭燃烧期间,倘若煤炭纯度偏低,且存在较多的杂质,那么将会产生大量的炉渣废物。所以,需保证煤炭的种类质量。然而,在具体煤炭购置期间,由于煤炭的质量参差不齐,因此要提升节能减排效益,需从工业锅炉层面做好相应的工作。比如,针对上述提到的链条锅炉,为工业锅炉生产的一类常用设备,在国内工业锅炉中占比高达60%左右,需对链条锅炉进行技术改进,对其传热与充分燃烧技术进行改进,在使锅炉对燃料的燃烧程度得到有效提升的基础上,有效降低炉渣废物的产生。当然,还可以针对锅炉的排风系统进行技术创新,使配风更加均匀,优化调配设计炉拱、排片以及二次燃烧,针对产生的烟气,采取新型冷却技术进行处理,使排烟温度降低,进一步使冷却效果增强。2.3.2重视工业锅炉机械化的创新,使人工投放率降低。在人工投放控制工作中,需专业管理人员、技术人员的参与,且人工投放燃料存在较大的不确定性及局限性,对工艺技术要求高,倘若相关工艺技术落实不到位,则易导致工作效率及质量降低,在不充分燃烧的基础上,使较多的废物产生。例如:在燃料燃烧不充分的情况下,或不能连续燃烧的情况下,会产生1mm的炉垢,使工业锅炉的燃烧效率会降低3%左右。所以,可采取工业锅炉机械化添加燃料模式,使工业锅炉机械化作业水平提升,并使燃料燃烧更加充分,在保持持续燃烧的基础上,提高燃料资源的利用效率,减少炉垢的生成,进一步提升工业锅炉的传热效应。2.3.3重视现代化电子技术及数字技术的应用。在工业锅炉运行期间,需重视现代化电子技术及数字技术的合理应用。在工业锅炉实现智能化控制的基础上,使作业时间缩短,进而使作业效率提升。同时,合理应用传感技术,有效实现锅炉对自身炉温、燃烧程度的监测,并且还可以对锅炉潜在的安全问题进行监测,进一步进行调控管理。而通过电子技术的应用,则能够对工业锅炉运行状态相关指标参数进行统计、显示,并在线分析、记录,使锅炉运行的效率、质量及安全性得到全面有效的保障。

  综上所述,受到多方面因素的影响,现状下工业锅炉的节能减排效益低下。因此,一方面,需提高相关工作人员对工业锅炉节能减排的认识,通过构建完善的管理体系,优化管理过程;另一方面,需做好工业锅炉燃烧系统改造工作,并投入充足的资金,保证节能减排技术的创新,以此使工业锅炉的节能减排效益得到有效提升,进一步为我国工业事业的可持续发展奠定基础。

  [1]高世杰.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].科学咨询(科技·管理),2020(4):33.

  [2]焦健.工业锅炉节能减排现状、存在的问题及对策[J].节能,2019,38(9):133-134.

  燃煤工业锅炉是一种和人民生活密切相关的特种设备,它在我们生活中发挥着重要作用。据统计,截至2015年年底,工业锅炉约为57万台,其中以燃煤锅炉为主。工业锅炉年耗煤量达7.2亿t标煤,约占到我国能源消费总量的20%。燃煤工业锅炉的排放物是重要污染源,年排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别占全国排放总量的33%、27%、9%。燃煤工业锅炉的节能减排工作重要性可想而知,因此,有必要对这一问题进行深入分析和研究。

  1.1人为因素。1.1.1锅炉在设计制造过程中存在缺陷,生产水平层次不齐。锅炉设计制造厂家众多,规模小的厂家,技术力量薄弱,即使他们生产的锅炉通过了设计文件的技术鉴定,是满足基本要求的,但在运行过程中还是暴露出不同程度的问题。例如,燃料燃烧与锅炉型式不符合,运行能效不能达到设计效率等众多问题。还有一些设计制造单位在整个锅炉的设计、制造流程中态度不端正、疏于把控;设计结构不合理、技术落后;生产加工过程中质量粗糙;安装步骤不规范。另外,锅炉的调试工作非常重要,关乎锅炉能否正常运行。1.1.2锅炉的运行管理水平缺乏科学指导。锅炉运行单位对锅炉运行人员培训不够重视,导致运行人员的水平层次不齐,节能减排的意识淡薄、技能水平有局限性。节能减排的监督管理工作不够重视,往往是被动解决问题,而不是主动防控,同时,运行人员强调锅炉安全运行的红线而忽视锅炉的经济运行,仅凭经验调整居多,在技术经济运行方面比较懈怠,调整不及时。1.2技术层面。1.2.1与燃料相关的问题。工业锅炉燃烧的煤炭所含的杂质元素较多,在运行中影响了热效率。煤炭所含元素与工业锅炉炉型不匹配会对运行产生许多负面影响,比如煤炭不容易完全燃烧则会影响工业锅炉内部的炉膛温度和烟气温度,两者温度不高会影响传热,进而影响工业锅炉的热效率;工业锅炉排放的污染环境的气体增多,不利于环境保护与资源的可持续发展。在运行操作过程中,许多单位没有严格依照设计要求采购适合本单位锅炉的煤种,造成煤的挥发分、灰熔点、焦渣、灰分、高低位发热量等重要参数不能和锅炉相适应。另外,在使用过程中没有严格控制燃料的粒径大小及水分等参数指标,也致使实际使用的燃料特性参数不符合锅炉设计要求,锅炉运行热效率会因此下降。大部分单位在操作过程中,往往图便利、贪便宜,采购当地燃料或是选择未经细加工的原煤而非选择符合颗粒径要求的成型燃料。与经过加工处理并成型的燃料相比较,原煤的质量性能不稳定、颗粒度不匀称、灰分含量高、很难完全燃烧,致使锅炉运行热效率低、各项热损失高。1.2.2水处理不合格,辅机配套偏大。水是锅炉中热能的核心载体,若水质处理不达标,将直接导致燃煤锅炉热效率降低,耗煤量也增加。目前,部分燃煤工业锅炉使用单位在水处理环节主要存在以下问题:①水处理设备和锅炉供水量不匹配,设备陈旧,为节约投资没有及时更换设备或滤芯,这导致水处理效果不好。②锅水指标调控不当,会给锅炉的安全和节能运行带来严重隐患。在实操中,有部分单位违规运行,平时较少排污或不排污,造成锅水指标超标,锅炉在长期反复运转下出现受热面水侧结垢现象,水垢的传热系数为金属受热面的1/50,严重影响传热,且容易出现汽水共腾现象,威胁锅炉的正常、安全运行,也导致锅炉能耗量增大。锅炉房的辅助设备对锅炉的节能运行会有一定的影响,如水泵(给水泵、循环水泵)、风机(送、引风机)等大功率配置,如果锅炉本身存在负荷运行较低的情况,辅机不能长期处于高效状态,功率大电耗相应高,整体增加锅炉的能耗。1.2.3锅炉燃烧产物存在的问题。运行中的燃煤锅炉由烟囱排放的有害产物主要为二氧化硫、氮氧化物、烟尘等。锅炉使用单位在运行过程中,在倡导环境保护的时代背景下,侧重点集中在经济效益方面,没有足够的环保意识。存在污染物排放控制不严格、不主动,同时,为了节约投资,燃煤单位在锅炉运行中,没有严格依据有关规定配备符合锅炉排放量的除尘设备、脱硫设备及脱销设备,因此对环境造成了较为严重的污染。炉渣含碳量升高也会造成能源浪费。造成煤不完全燃烧热损失的因素主要有:燃料的种类及特性、燃烧设备及炉膛型式、燃烧的方式、锅炉负荷的高低、管理运行水平、炉膛温度的高低、燃料及空气流的混合等等。

  2.1对系统本身存在的缺陷进行改造和创新。对锅炉设备本体及辅助设备存在的设计缺陷进行创新改造,严格把控安装质量,引进先进技术提高锅炉设备功能,对锅炉本体炉墙的密封与保温进行加强设计,采用先进的保温材料提升密封性。对设计制造人员进行先进技术的培训,使得锅炉的设计制造技术能够与时俱进。比如增设先进的监控设备,使运行人员对锅炉的运行情况及时作出反馈调整,为锅炉安全以及经济运行提供基本的技术保障。在现代科技飞跃发展的今天,工业锅炉的运行可以利用电子、数字技术进行监控。对工业锅炉实现自动化控制,可以大幅度节约事故的分析时间,提高操作效率。燃煤锅炉也可以利用传感器技术,实现对炉温、燃烧程度等问题的监测、调节与管控。2.2提升运行人员的业务水平和节能意识。在燃煤工业锅炉运行操作过程中,水处理人员、运行人员的能力素质、专业技术水平的高低以及节能减排意识直接影响锅炉运行效果,影响锅炉的耗煤量。锅炉使用单位需对操作管理人员做好日常教育培训,包括先进技术的定期培训,同时,提高运行人员对节能减排知识的责任意识,增强环保意识。生产单位还需通过专业化技术考核加强对操作人员的监督,如在技术类考核类目中加入节能减排技术知识,达到督促操作人员加强对燃煤工业锅炉节能减排知识与技术的学习,提高运行技术水平,促进锅炉热效率的提高。2.3技术层面的节能减排措施。2.3.1重视燃料燃烧问题。针对不同炉型要确保煤种的适用性,例如,链条炉属于单面引火,对煤质的变化非常敏感,主要反映在对煤的结焦性、含水量、挥发分含量、灰分含量、颗粒度等方面有明确要求。同时,合理调节送风量,根据锅炉炉型、燃烧设备及燃料层厚度等因素科学的配送燃烧所需的空气。2.3.2减少受热面的结渣(焦)、积灰。主要措施有:定期进行吹灰作业;使用除渣剂或清灰剂;避免锅炉在低负荷下长时间运行并减少锅炉启停的次数,增强对锅炉排烟温度的控制,以提升节能效果。2.3.3尽量降低燃煤工业锅炉炉渣含碳量。合理控制入炉煤的颗粒度;加强对炉膛温度的调控,适当提高床温,当床温由800℃提高150℃时,煤颗粒燃尽时间可以减少80%左右;采用小流量的连续排渣方式;运行中采用大动量的二次风扰动,增加二次风的穿透深度,能够改善炉膛中心区的燃烧效果,同时,在给煤侧适当增大二次风量,非给煤一侧则减少二次风量,以满足它们对氧量的不同要求。2.3.4严格按照标准进行水处理。锅炉用水需定期化验,避免受热面结垢,传热效果下降,从而造成煤耗增加,定期清理受热面外部附着的灰垢。及时处理水垢,提高运行安全性。此外,给水氯离子高对锅炉节能、出力、安全运行会造成影响,因此,需降低给水中的氯离子含量,可以进行水处理系统改造,增加除盐设备等措施。

  随着我国对环保的政策要求和对能源供应的政策变化,燃煤锅炉被清洁能源取代是大势所趋,但目前来说煤炭还是工业锅炉的主要燃料,通过以上分析,合理的应用节能技术,对提升资源利用率、提高燃煤工业锅炉能效及保护环境是非常有益的。

  [1]焦健.工业锅炉节能减排现状、存在的问题及对策[J].节能,2019,38(09):133~134.

  [2]赵培尧.燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施初探[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019,(7):52~53.

  (1)加强专业人员对于锅炉的管理。在工业企业的发展过程中,一般不会有企业把过多的精力放在锅炉的管理上,因为一般人都会认为锅炉的操作是非常简单的事情,只要按照锅炉的操作要求即可。但是在实际的调查中,因为锅炉操作人员水平的不同锅炉的运作效率也是不同的,效率相差最大可以达到10%。尤其是在中小企业中,锅炉的运作成本比较小,管理人员不会过多注意锅炉的操作问题,而且受到人们传统对于锅炉的错误认识影响,一般都认为锅炉这个岗位不重要,从事这个岗位也不需要专业的技术,但是实际的操作过程中因为操作水平不同而导致的效率差别是非常大的。一般大型的工业企业还是比价重视锅炉这一岗位的,因为大型的工业企业所需要的锅炉工作量较大,虽然因为操作水平所带来的工作效率没有直观的差异,但是在大型的工业企业中这种效率的差异还是非常明显的。所以,一般大型的工业企业还是比较重视锅炉这一工作岗位的,会加强锅炉工作的管理,也会聘请具有专业的锅炉知识水平的人员从事这一岗位,而且也会对企业的锅炉员工定期进行培训,来提高职工的专业知识水平。

  (2)煤种与炉拱之间能够互相适应,进一步提高燃烧锅炉效率是需要进行科学合理的配置,很多锅炉设计的煤种与使用煤种不同,最终致使燃煤效率不高,其燃烧效果也不好,这对锅炉出力有着直接的影响。不同种类的煤种对链条炉会产生不同的影响,链条炉需要热值、灰熔点、粘接性等等都达到一定数值上,才可以选择所设计的煤种按照实际所使用的煤种要求进行,可以根据具体情况,适当的转变炉拱的位置和形状,这样不但可以很好的改善燃烧的状况和提升燃烧效率,而且也能减少燃煤的消耗情况。当代,已经有很多种类的炉拱配置技术。

  (3)定期清洁锅炉受热面,这样可以避免锅炉在结垢的管束对流、省煤器等受热面积的锅炉结垢以及积灰结垢后对锅炉传热产生直接的影响。根据相关测验表明,水垢所产生的热阻是钢板大约是钢板的四倍,灰垢的热阻能力大约是钢板的四百倍。所以想要进一步提高其质量,需要保障水处理工作正常运行以及提升水处理工作人员的技术水平,能够使水质达到一定的要求。

  为了能过有效运用蒸汽,在各方面条件下,都不能将高压蒸汽作用与低压蒸汽各方面作用都没有得到充分运用。应该禁止向空气中排气,特别是启动锅炉过程中,应该从各方面减少向空气排气的现象,而将这部分蒸汽充分运用。为了能够进一步节省能量,在启动锅炉时以及锅炉运用过程中,都应该减少排污,所排污量也应该控制在指定数值之下。尽量运用热量排污方式,可以安装排污换热器或者扩容器展开工作。同时也需要保障疏水器的正常工作,在利用扩容器进行回收疏水器热量的时,其疏水器中的蒸汽会凝结成冰,水质也较好,为了能够在回收之中节省处理水费用。需要避免各阀门或者管道发生漏水漏气的现象,应该充分回收废热以及余热。

  在高科技航天领域发展中,热管是不可或缺的主要元件之一,它是一种高效的传热型元件,主要由管芯、管壳等组成的封闭型系统。它具备轻重量、大功率、小体积等一系列优势。其热管传热的工作原理,是靠工质的凝结以及沸腾,所以单位截面积的换热能量较高,另外,热管内部空间充满蒸汽和饱和,在管子每一处都是等温现象,所以在热管温差比较低的状况下,能够将更多的热量传递出。同时热管具备结构较简单、没有任何需要运动的部件,工作可靠等各方面的优点,这些优点能够进一步推进热管得到普遍的运用。同时,因为热管在低温状况下也能具有良好的传热性能,所以对于热回收以及节约能源都能起到一定的作用。热管换热器是属于热流体之互不接触表面式的换热器形式,其工业锅尾部会产生受热现象,可以充分运用这一优势,提升锅炉的工作效率,这样可以节约资源。热管式空气预热器可以用来作为燃烧空气的主要器具,不但可以将排烟损失降到最低,而且采纳热空气可以大大增加燃烧空间。能够进一步降低化学不完全燃烧以及灰渣含炭量的损失,所以这样在一定程度上会提高锅炉效率。

  工业锅炉的使用与人民生活息息相关,在工业方面它可以为工艺铸造提供蒸汽,在民用方面它可以给人们提供热水。虽然工业锅炉的用途很广,但它也为我们的生活带来了很多危害,比如它所消耗的巨大的能源总量以及有害物的排放量,这些都严重影响了我们的工作生活。目前工业锅炉的污染排放量在全国居于首位,空气受其影响被污染的程度十分严重,为了构建绿色生态文明社会,工业锅炉的节能减排工作迫在眉睫。

  1.1燃煤锅炉。1.1.1使用现状。目前我国各大企业使用的锅炉都是以大功率机器为主,这是因为使用单位考虑到了日渐增长的工业需求,所以在锅炉安装时,它们通常都会选择一些高于当前工作负荷的锅炉,这就加大了日常工作中的能源消耗[1]。另外,很多锅炉在实际工作中都是以低载荷的模式运行着,工作效率最多也只是达到理想状态下的百分之八十五到百分之九十,但是用于工作的燃煤却依然定量供应,很多燃煤的燃烧完全是无用的,这种现象的发生也加剧了能源的浪费。1.1.2燃煤质量。我国当前普遍采用的工业燃煤主要是以无烟煤,烟煤和贫煤这几种为主。不同的工业锅炉对燃煤的要求不同,比如层燃烧锅炉在设计之初就考虑到了燃煤受热面积,排风口等因素,所以对使用过程中所需的燃煤种类有着明确要求,如果我们不使用标准类型的燃煤就很难使锅炉效果得到最大程度的发挥。而不同地区企业采取的锅炉燃煤都是不同的,而且有部分区域甚至经常改变工业燃煤的种类,不停变化的燃煤种类使操作人员很难摸清其中的规律,无法对燃煤进行彻底利用,更无法实现锅炉的最优效果,这种现象严重影响了锅炉的使用效率同时也加剧了污染物的排放。1.1.3燃烧设备。当前我国很多生产锅炉的企业并没有给予燃烧装置足够的重视,企业中没有成立专门的部门对如何发挥出燃烧装置作用以及如何节能减排做出研究讨论,很多企业都只是选择把燃烧装置和其他配件一起送到工厂进行加工装配,而工厂也只会依照图纸进行作业,不会对装置进行研究和二次设计。所以目前市场上很多锅炉的燃烧装置都或多或少的存在一些瑕疵,甚至有些工厂出产的燃烧设备还有严重的质量问题,而这些问题只有在企业真正投入生产之后才会发现,浪费了生产锅炉投入的成本,也导致了锅炉的工作效率低下,企业效益减少,能源浪费巨大等问题。1.1.4运行控制。现在市场上的大部分锅炉都是采用PID技术进行控制的,这种传统技术并不智能化,它无法根据锅炉运行的实际情况来改变锅炉的工作状态,也无法显示工作进程中的各项具体数据[2]。应用这种技术就说明,一旦锅炉开始运行工作,操作人员就无法再对其进行调试和操控,如果锅炉内部发生问题,我们也不能及时地采取措施,锅炉也就不能完全发挥作用了。1.2操控人员素质。目前在锅炉操控行业,我们还没有对操控人员的综合素质水平做出要求,这就导致了实际操作人员的专业素养参差不齐。有些人员甚至完全没有工作经验,在正式上岗前也没有做过专业培训和练习,对于锅炉的养护和维修也没有系统的知识体系,相关技术知识十分匮乏。在这种情况下,很多使用中的锅炉都没有完全达到理想的发挥水平,自身特性也没有得到有效的利用。

  2.1对燃料进行预处理。由于地区内各企业所使用的锅炉类型不尽相同,所以在锅炉正式开始工作前,我们应对其将要采用的燃煤类型进行细致的洗选,挑出真正适合的燃烧材料并进行合理的分配。除此之外,我们还可以选择应用煤炭炉前成型术来降低污染物的排放量。目前部分企业已经开始采取这种方案,在实践中我们发现,经过洗选处理后的煤炭中灰分含量大大降低,燃料得到充分燃烧,锅炉的工作效率也随之提升,企业效益也增加了。2.2技术节能与管理节能。我们可以从两个方面入手对工业锅炉的排放进行有效控制,一是技术层面,二是管理层面。在技术层面上,我们应对现行的工艺流程做出改革,尽可能地开发出相对环保的可循环能源,还要提升人员对设备操控的技术水平,更新设备功能,对燃烧设备进行专项研究,以期达到节能减排的效应。在管理层面,我们可以在企业中实行严格的节能监管制度,对能源的分配,运输,贮存和使用过程进行科学管理和实时监控。同时要加强企业管理者对于操作人员专业素养的重视程度,在员工正式入职前,要先对其进行考察,并进行系统的锅炉知识讲解和训练,提升员工的素质水平,用这种方法来保证能源能够得到有效利用和发挥。2.3燃烧系统改造。目前我国普遍使用的链条炉排锅炉的燃烧系统和装置仍然存在很多缺陷,当燃烧条件发生变化的时候,锅炉就会排放出大量的浓烟,锅炉使用时间越久,这种现象也就越严重。为了遏制这种现象的发生,我们应对锅炉的燃烧系统进行升级改造。当前有一种技术是在炉膛内喷入燃气助燃燃煤,以此来扩大锅炉的可负荷范围,提高锅炉热效率,还可以使锅炉能够迅速适应煤质的变化。如果将这项技术全面推广开,应用到各大企业的工业锅炉中,那么节能减排工作将会取得巨大的进展。

  我们在发展国民经济的同时,也要重视生态环境和能源的发展。虽然近几年我国经济水平有了很大的提升,但在能源方面依然很落后。工业锅炉的巨大消耗阻碍了我国能源的发展,同时也为我们赖以生存的环境带来了极其不利的影响。基于此,我们应该对工业锅炉产业做出改革,寻求创新和突破,利用高科技技术解决当下的问题,为构建绿色和谐社会贡献力量。

  [1]付啸宇.略论当前工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].商品与质量学术观察,2013(5):115-115.

  在社会经济的持续发展过程中,人们对于能源的需求逐渐增加。2009年9月1日起施行的国家质量监督检验检疫总局第116号令《高耗能特种设备节能监督管理办法》“第二条本办法所称高耗能特种设备,是指在使用过程中能源消耗量或者转换量大,并具有较大节能空间的锅炉、换热压力容器、电梯等特种设备中,将锅炉列为高耗能设备。”供热工业锅炉在供暖期间会消耗大量的能源,这样就导致了较为严重的能源损耗与浪费问题,并诱发了较为严重的环境问题,抓好锅炉节能工作,可以提高锅炉热效率,节约能源,减少烟尘对自然环境的影响,对提高能源利用效率,促进节能降耗有着巨大作用,同时可以为社会的持续发展奠定坚实的基础。

  1.1排烟热损失。这是影响锅炉效率的主要因素,也是导致排烟热损失的主要成因。在实践中锅炉排烟温度升高,排烟容量增大就会导致排烟热损失问题的出现。排烟温度指锅炉末级受热面后的烟气温度。锅炉排烟损失q2是锅炉热损失中最大的一项[1]。排烟热损失的大小主要取决于排烟温度的高低及烟气成分中可燃物含量的多少。因此降低排烟温度是提高锅炉热效率的一项有效措施。1.2供热工业锅炉炉渣含碳量影响。供热工业锅炉运行中若风煤配比不当,排渣不均,都有可能把未燃尽的碳粒排掉,造成炉渣含碳量升高。影响固体不完全燃烧的因素有:燃料的种类和性质、燃烧设备及炉膛型式、燃烧方式、锅炉负荷、运行水平、炉膛温度、燃料及空气流的混合等等,所以为了实现节能环保,就要降低炉渣的含碳量,排除各种影响因素。1.3锅炉炉体外表温度。锅炉炉体外表温度指标就是对锅炉的散热损失进行直接反应。锅炉炉体的外表面温度如果要高于周围的环境温度,就会导致锅炉热量的流失,导致锅炉热能浪费问题的出现[2]。锅炉散热在实践中主要就是受到容量以及外壁温度的影响。锅炉容量相对表面积越大,就会加大供热工业锅炉热能的输出;而在锅炉的外壁温暖度中,如果锅炉炉体外表面温度越大,其外壁温度也越高,散热量也就会越大。对此,要加强对锅炉炉体外表面温度的控制,降低散热损失。1.4司炉人员操作水平。司炉人员操作水平参差不齐,节能监督管理工作薄弱,对节能减排概念不理解。同时司炉人员在注重锅炉安全运行的基础上忽视锅炉经济运行,凭经验调整居多,经济运行调整不及时。

  要想合理的应用供热工业锅炉节能技术手段,就要分析供热工业锅炉的影响因素,综合其存在的问题,合理应用。对此,要基于锅炉运行中实际状况,加强对供热工业锅炉的排烟温度、降低供热工业锅炉炉渣含碳量[3]、提高供热工业锅炉热效率以及提高司炉人员节能工作水平,并从这几点开展工作,具体如下:2.1严格控制供热工业锅炉排烟温度。供热工业锅炉排烟温度是较为关键的环节。在实践中导致锅炉热损失的成因较多,而排烟热损失则是较为重要的问题。降低排烟热损失问题,是实现供热工业锅炉节能的重要方式。对于运行中的供热工业锅炉,排烟温度升高的主要原因是各处受热面上的结渣、积灰和堵灰。结渣现象多出现在高温受热面,如水冷壁、过热器等,积灰和堵灰现象则多出现在低温的尾部受热面上[4]。由于灰渣的导热系数很小,受热面上结渣或积灰,将使传热热阻大大增加,传热效果降低,排烟温度升高,锅炉效率降低。而且受热面上积了灰渣还会使烟气流动阻力增大,风机电耗增大,结渣严重时,还会使锅炉出力降低。减少受热面的结渣、积(堵)灰的主要措施有:1)定期吹灰;2)使用除渣剂或清灰剂;3)避免锅炉在低负荷下运行并减少锅炉启停的次数,加强对供热工业锅炉排烟温度的控制,保障其在可以控制的范围中,以提升节能效果。2.2降低供热工业锅炉炉渣含碳量。要提升供热工业锅炉的节能性,就要降低炉渣的含碳量。1)合理控制入炉煤粒度,供热工业锅炉中要想充分燃烧,就要加强对煤炭粒度的控制,这样可以提升利用效率;2)加强对炉膛温度的控制,避免温度过低,适当提高床温,当床温从800℃提高150℃时,碳颗粒燃尽时间将减少80%;3)延长低热值煤粒在燃烧室内的停留时间,应在合理燃烧温度的条件下,适当提高料层厚度;4)采用小流量、连续排渣的工作方式;5)运行中采用大动量的二次风,增加二次风的穿透深度,改善燃烧室中心区的燃烧效果,另外在给煤侧适当增大二次风量,非给煤侧则减少二次风量,以适应它们对氧量的不同要求,合理配合煤量与鼓引风配比,在燃煤排出之前保障其充分燃烧。2.3提高司炉人员节能管理水平。提高司炉人员操作水平,如上煤、除渣、吹灰、清炉等操作不当,还会造成冷风漏入炉膛,恶化燃烧,也会浪费燃料。锅炉运行一段时间以后,受热面内部会结垢,外部会积灰,如不及时清除,就会导致传热恶化,热效率下降、煤耗增加;烟道挡火墙如损坏而未及时修理,烟气就会不经过受热面,使排烟温度升高,出力下降,热效率降低;炉墙或门孔裂缝漏风、有的阀门不严、漏汽漏水等都会浪费大量煤炭。因此,要定期对锅炉进行机械或化学清洗,按期进行检修,注意维护和保养并保持设备完好,这也是保证锅炉正常运行、节煤的重要措施。

  通过对影响供热工业锅炉运行效率的主要因素进行分析,有针对性的合理应用节能技术,可以提升资源利用效率,有效的降低各种高耗能问题,真正的提升锅炉节能效果,降低锅炉能源消耗导致的资源浪费问题,这样才可以为社会的发展以及资源保护工作开展奠定基础,提升经济效益。

  [1]姚志佳.锅炉供暖节能技术的分析与研究[J].环球市场,2016(28):126.

  [2]冯富莲.锅炉供暖节能技术的分析与研究[J].科技尚品,2016(1):211.

  我国国民经济的发展离不开工业的发展,而工业生产是我国目前工业发展的主要动力。在工业生产中,工业锅炉发挥着重要作用。在用于工业设备的生产中,工业锅炉主要提供生产所需的蒸汽,而在生活用品的生产中,其主要提供生活所必需的热水。虽然工业锅炉在生产生活中作用巨大,但是由于能源消耗量大并且污染排放量大,给我国能源利用和环境保护带来了巨大的压力。因此在我国大力倡导工业生产节能环保的大背景下,目前我国工业锅炉的使用需要进行改善与优化,使其降低能源消耗量和污染排放量,保证我国工业企业生产符合我国有关的管理规定,促进我国经济健康绿色发展。

  从我国能源消费结构来看,工业生产主要依靠煤炭。据调查,我国工业生产对煤炭的依赖性从以往的85%下降到了当今的60%左右,虽然数值有较大变化,但是煤炭依然是我国工业生产主要能源。虽然我国煤炭储量丰富,但是人均数量小,在工业生产过程中浪费多,并且污染物没有得到合理的排放。在我国各个工业企业中,锅炉消耗的煤炭数量远远超过其他工业生产设备,占据工业生产煤炭整体消耗量约五成左右。在锅炉的使用过程中,煤炭能源的使用没有经过技术加工,燃烧效率较低,并且燃烧产生的污染物没有经过专门的技术处理,因此既造成能源的浪费,又导致环境污染的压力增大。[1]所以我国要重视工业锅炉的使用,提高生产过程中煤炭的燃烧率,同时做好节能减排工作。从我国各工业企业所使用的锅炉设备标准来看,大多数锅炉参数都较低,容量相比国外工业锅炉要小许多。并且大多数锅炉的热效率都没有达到相应标准,浪费率达到30%左右,而国外工业锅炉的浪费率平均只有10%左右。由于我国锅炉设备不达标,造成在生产中排烟热损失过大,并且燃烧利用率很低。从污染排放的角度来看,我国工业锅炉在煤渣含碳量的排放方面远远超过了国外平均的5%,实际值达到了15%以上。由于煤炭不完全燃烧而造成的热损失非常明显,因此在实施节能减排的措施后能够起到较好的节能效果。

  2.1我国锅炉技术标准低,运转效率低。从我国目前锅炉设备的技术标准来看,大多数的锅炉无论从技术上还是使用上都没有达到相应的标准。在设备选取方面,很多工业生产企业选择了功率较大的锅炉,以满足日后生产量增大的需要。但是这存在着较大的问题,就是当前很多工业生产并不需要大功率的锅炉设备,工作量普遍较小,导致锅炉设备运作效率极为低下。大功率的锅炉设备不仅耗电量大,而且污染排放量大,这就导致了能源的消耗和污染物的增加。[2]由于工业实际生产负荷较低,而锅炉设备的热负载是随着负荷的变化而变化的,因此需要较高的动力供设备在一定的范围内波动,而这一过程中能源的实际消耗量较理论值要更高,因此我国大部分锅炉设备的使用效率很低。

  2.2锅炉煤炭燃烧效率差。煤炭是工业锅炉最主要的使用能源,因此煤炭的类型和质量在很大程度上决定了锅炉的使用效率。由于不同的工业生产需要,我国锅炉在使用煤炭时也有种类之分。一般情况下,我国根据地域的不同和生产类型的不同在锅炉燃煤时有不同的标准,煤炭的种类有较为严格的规定。例如层燃烧锅炉是我国最普遍的锅炉种类之一,它具有四种燃烧方式,能够有效的提高煤炭燃烧效率。[3]但是在实际的使用过程中,由于燃烧用煤的质量达不到相应标准,或者煤炭类型不符合锅炉燃烧标准,都会造成实际生产过程中的浪费。如果锅炉的煤炭使用类型不在锅炉燃烧标准的类型之中,那么燃烧的质量会下降明显,甚至会导致锅炉设备故障。同时,在煤炭的燃烧过程中,由于煤炭质量和锅炉使用效率的不同,会导致实际生产的技术数值出现较大的变化,这也会降低煤炭的使用效率,增加能耗和污染排放量。

  2.3锅炉的使用程序导致运行效率低下。随着我国工业技术的不断技术,目前很多锅炉的使用都采用了较为先进的系统控制技术,当前锅炉使用较为普遍的技术是PID技术,通过系统的调试和操作人员的控制可以实现锅炉使用方式的转换,同时对输入输出数值进行自动调控。但是我国的锅炉使用技术仍然存在较大的缺陷,具体表现在当外界条件发生变化如电压的变化和工作量发生变化时锅炉的调控并不能及时的进行,而且大多数情况下锅炉设备的仪器也不能及时的反映出锅炉变化的情况。[4]另外,在操作过程中,由于设备变化的突变性和技术资料的有限性导致锅炉在运转过程中即使发现了相关问题也难以及时进行排查,维修工作难以及时进行,导致锅炉利用率明显下降,造成不必要的能源浪费。

  2.4锅炉操作技术人员专业技能不足,实际操作经验不够。我国工业生产离不开锅炉的使用,而有关技术标准和操作流程也较为完善。但是随着工业企业数量的发展和锅炉技术的进步,很多标准规范已难以满足当前我国锅炉使用的需求。更为关键的是相关操作人员没有受到相关技术操作的培训,并且在实际操作过程中也没有严格遵守有关规范。首先,锅炉使用的技术标准不统一,没有一致的规范性,操作人员无法根据有关标准进行操作。其次,有些锅炉操作人员在实际操作过程中规范意识不够,没有严格遵照技术使用标准,并且在平时的工作中缺乏技术学习和管理培训,对锅炉的运作认识不足,锅炉出现运转错误时也无法及时维修,因而造成锅炉使用不当、故障频发等问题。这些都对锅炉的运转产生了不利的影响,不利于锅炉最大程度发挥其性能。

  第一,引进先进的锅炉使用技术,提高能源使用效率,降低污染物排放数量。这包括以下几个方面:一是对燃烧煤进行技术处理。主要是提高锅炉用煤的引燃率和燃烧率,同时通过改善热排放来实现煤炭的充分燃烧。二是升级锅炉内部设施,改善锅炉内部的配风结构,减少锅炉内部煤渣的存留量,最大程度上提高煤炭的燃烧率。同时完善锅炉的炉拱设计,优化相关配件的组装和协调性,引进先进的锅炉冷却技术,降低锅炉内部热耗能。第二,加强对锅炉应用的监测,强化设备调控。具体来说要从两个方面着手。首先要通过提高锅炉内部配件的控制力度来实现对锅炉设备全天候监测,利用先进的计算机控制系统建立锅炉设备的燃烧模型和统计图,对每一个元件进行单独的分析和排查,及时反馈有关器件的变化趋势,实现远程操控和监测。其次要对锅炉的消耗与排放进行全面的监测。要利用先进的电子设备侦查锅炉在使用过程中的能源消耗数量,在能耗超标时进行及时预警,同时通过智能系统优化烟气循环效率,全天候记录锅炉的污染物排放数量,通过计算机快速地进行分析,以便采取相应的措施来减少污染物的排放。[5]第三,统一锅炉使用操作标准,强化操作人员技术培训和规范意识。首先,要对锅炉的使用标准进行统一的规定,针对不同类型的锅炉要及时制定出相应的操作条例,例如能源供应管理方案和配煤方案等。其次,工业生产企业要对锅炉操作人员进行有关技术规范的强化培训,提高他们的技术能力和操作熟练程度,在出现故障时能够及时检测出来并维修。再次要对锅炉操控人员进行严格的管理,强化实习再上岗的制度,增强技术人员的操作经验和规范意识,使其各项操作都符合系统管理的要求。第四,加强计算机信息技术的应用水平,提高锅炉调控的自动化水平。相比国外的锅炉设备,我国工业企业在计算机自动化应用方面显得较为滞后,因此需要提升计算机控制技术,为更高程度的锅炉自动化运作创造条件。[6]对于容量较大的锅炉设备要建立全面的计算机控制模型,优化设备各部件的操作效能。在应用计算机控制系统时,首先要对锅炉的内部数据进行统一分析和测算,检测锅炉设备是否能够满足日常生产的需要。然后要在数据分析的基础上优化锅炉的燃煤效率和排放输出值,严格控制和监测能耗数据和排放数据,为节能减排提供可靠的数据信息。

  工业锅炉在生产生活中作用巨大,但是由于能源消耗量大并且污染排放量大,给我国能源利用和环境保护带来了巨大的压力,需要进行改善与优化,使其降低能源消耗量和污染排放量,促进我国工业企业生产符合我国有关的管理规定,促进我国经济健康绿色发展。当前我国工业锅炉出现了技术标准和运转效率低、煤炭燃烧效率差、操作技术人员专业技能不足、实际操作经验不够等问题。解决这些问题,需要引进先进的锅炉使用技术,提高能源使用效率,降低污染物排放数量,加强对锅炉应用的监测,强化设备调控,同时统一锅炉使用操作标准,强化操作人员技术培训和规范意识,另外要提高锅炉调控的自动化水平。

  [1]林奕锋.工业锅炉高能耗的问题分析与节能减排的对策探讨[J].科技致富向导.2013(11)

  [2]徐火力.推进燃煤工业锅炉节能减排的建议及措施[J].能源与环境.2010(04)

  [3]朱森林;杨洁.工业锅炉存在的弊端及节能减排对策[J].机械制造与自动化.2013(08)

  [4]赵钦新;周屈兰.工业锅炉节能减排现状、存在问题及对策[J].工业锅炉.2010(02)

  锅炉设计使用燃料通常针对某种或某范围煤种。煤质不适应,导致运行效率下降,锅炉故障频发,甚至不能正常生产等[7]。当前原煤散烧锅炉忽视设计煤种,使用燃料煤质偏离现象极为普遍。锅炉用户由于用量小、分散度大等特点对燃料煤种的重视和控制程度不足。煤粉工业锅炉通常采用“集中制粉+分散用户冶模式,燃料煤粉在煤粉加工厂集中生产,分散配送至一定区域内的锅炉房,该模式有利于原煤煤质的控制,消除了煤质变化对锅炉效率的影响,从源头上保障了锅炉运行效果,降低了设备故障率,提高了生产稳定性。磨制煤粉的原煤可选用粉煤,较链条锅炉使用的级配粒煤单价低,市场供应量大,效益更好。煤粉储存、运输为全密闭系统,客观上不能散存放置,除作为煤粉锅炉的燃料外,难为他用,杜绝了锅炉房燃料煤丢失、调换等现象的发生。

  煤粉工业锅炉测控水平高,全系统电控测点布置、中控室集中监控,工人劳动强度大幅度降低,可以实现无人值守,最大幅度降低人为因素对锅炉运行的影响。锅炉房运行数据可实现远传,多锅炉房可实现集中控制。锅炉房不再配置司炉工,而是在多锅炉房集中控制室设置监控人员,众多锅炉房设置公共巡检与故障抢修人员等,锅炉房人员配置大幅度减少。由于实现煤粉、煤灰密闭储存,系统负压运行,实现前不见煤、后不见灰,整座锅炉房洁净如天然气锅炉房,为工人提供良好的工作环境。煤粉工业锅炉启炉迅速。通常情况下,冷炉状态3min实现启动,单次点火耗油不超过5L,点火成本低且负荷提升快,约15min即可进入满负荷运行状态,极大地满足了生产用户需求。煤粉工业锅炉停炉简单,切断煤粉供给即可实现停炉,同时可保障运行安全。2.4故障率低链条炉排锅炉输煤设备、转动炉排、辐射炉拱等故障率高[8-10],维修量及维修成本大;煤粉工业锅炉燃烧方式为室燃,锅炉结构稳定,故障率低、维修成本低。通常情况下,煤粉工业锅炉只需做好空压机、布袋除尘器、测控传感器的维护保养工作即可保障锅炉的稳定、连续、高效运行。2.5洁净排放煤粉工业锅炉效率高,节煤率达到30%以上,节煤即减少了污染物的排放。系统配置高效布袋除尘器,烟尘排放小于20mg/m3;配置灰钙循环脱硫装置,脱硫效率可达90%。通过气力仓泵-灰塔系统,密闭输送、集中储存粉煤灰。粉煤灰活性高,是良好的建筑材料。

  煤粉工业锅炉的运行经济性是决定其是否具备大面积市场推广的关键因素之一。煤粉工业锅炉因单体规模小,通常情况下燃料来源于集中制粉厂。当前市场应用常规模式为集中制粉,区域内(约100km范围内)罐车送粉至各锅炉房用户。以北方某城市的大型企业为例,230274~251208kJ/kg高挥发分烟煤到集中储煤场价格为800元/t。表1为煤粉加工成本。该企业集中储煤场(制粉厂)到锅炉房平均距离为60km。若使用煤粉锅炉,则燃料煤粉到锅炉房价格为10297元/t(制粉厂利润6%;煤粉采用密闭罐车输送,费用10元/(tkm)计取)。另外,制粉原煤发热量2428344kJ/kg,由于烘干出7%的水分,吨煤粉的发热量提升至2610888kJ/kg。若使用链条锅炉,原煤配送到锅炉房价格为836元/t(运输费06元/(tkm))。

  链条炉排锅炉属层燃型锅炉。煤在炉排上边移动边燃烧,单面着火,运行时燃料难以自身扰动,沿炉排长度方向燃料层有明显的分区。锅炉热效率不高,但操作方便,劳动强度低,烟尘排放浓度较低。抛煤机链条炉是在常规正转链条炉排锅炉的基础上发展起来的,它的燃烧机理既有层燃的特点,又有悬浮燃烧的特点,在燃烧设备结构上使链条炉排反转并在炉膛空间增加了抛煤,使粒煤以颗粒大小在炉排面上分层分布,细煤屑则在炉膛空间呈悬浮态分布,比常规链条炉的煤种适应性强、负荷适应性好、调节比较灵敏。近年来,链条炉排锅炉的节能改造较广泛,包括抛煤机锅炉经强化燃烧改造、前后拱改造、增加二次风甚至四角切圆三次风、应用炉内槽型分离和飞灰复燃技术,节能减排效果不错。

  循环流行化床锅炉技术(CFB)是近30年来迅速发展的一项高效低污染低温燃烧技术,颗粒煤在炉内循环流化燃烧,炉膛有旋风分离器等标志性部件。小型CFB锅炉采用单锅筒、自然循环方式,总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构,四周有膜式水冷壁,自下而上,依次为一次风室、密相床、悬浮段,尾部烟道自上而下依次为省煤器、空气预热器。炉膛与尾部竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬。小型锅炉采用床上或床下点火,分级燃烧,一次风比率占60%~70%,二次风比率占30%~40%,低倍率中温或高温分离,灰渣采用干式排出。炉膛设计适当的炉膛高度和截面,使锅炉燃烧不同烟煤、无烟煤时,锅炉热效率在85%以上。炉内可脱硫,低氮低温燃烧,广泛的燃料适应性特别是对劣质煤的适应性是该类炉型的优势。

  水煤浆锅炉是指使用水煤浆为燃料的锅炉。运行负荷可在40%~100%的范围内任意调节。水煤浆及燃烧后的粉煤灰都采用罐装密闭运输,具有和燃油燃气锅炉类似的火焰特性。常规的小型水煤浆锅炉目前比较难办的是氮氧化物容易超标,可以采用SNCR和湿法同时脱硫脱硝组合工艺对锅炉全烟气净化处理,部分水煤浆锅炉采用低NOx燃烧器降低氮氧化物生成。锅炉尾部采用冷凝型锅炉节能器和热管余热回收技术回收高温烟气和烟气中的水蒸气热焓。有的公司借鉴流化低温燃烧技术,研发的水煤浆流化悬浮高效洁净燃烧锅炉产品,实现炉内脱硫和抑制热力型NOx的生成与排放;燃料由输浆管送向燃烧室上部的水煤浆雾化器,雾化后送入燃烧室,燃烧室下部流化床的温度在850~950℃,水煤浆在热物料加热下迅速析出水分、挥发分并完成着火燃烧及焦炭燃烧,在流化状态下颗粒状水煤浆团进一步解体为细颗粒进入悬浮室继续燃烧。燃烧室出口处设置分离器,较大颗粒水煤浆和床料被分离、捕捉,返回燃烧室下部继续燃烧,实现了水煤浆循环燃烧。

  燃油锅炉是指使用燃油为燃料的锅炉。燃油锅炉需要使用燃烧器将燃油喷入锅炉炉膛,进行火室燃烧。小型的锅炉本体及其通风、给水、控制与辅助设备均设置在一个底盘上组装出厂。火管锅炉的主要受压元件是锅壳、管板、炉胆、烟管;水管锅炉的主要受压元件是锅筒、水冷壁、锅炉管束、蛇形管、集箱。与同参数和同容量的燃煤锅炉相比,其炉膛容积的热强度可增大一倍,实际炉膛容积缩小约1/3。小型炉型可省去引风机,只用送风机即可将烟气排出炉外。采用膜式水冷壁制成的微正压锅炉,可使锅炉整体结构更为紧凑。强化油的燃烧必须做到以下三点:提高雾化质量,减小油粒直径;增大空气与油粒的相对速度;合理配风。

  燃气锅炉使用燃烧器将燃气喷入锅炉炉膛,进行火室燃烧。锅炉结构、性能与燃油锅炉基本相同,只是燃烧器有区别。燃气的燃烧过程没有燃油的雾化过程与气化过程。燃气与空气的混合方式,对燃烧的强度、火焰长度和火焰温度都有很大的影响。根据混合方式不同,燃气的燃烧方法可分为三种:第一种是扩散燃烧,在燃气喷嘴口处相互扩散燃烧,其优点燃烧稳定,燃具结构简单,但火焰较长,易产生不完全燃烧,使受热面积碳;第二种是预混部分空气燃烧,即燃烧前预先将一部分空气与燃气混合,然后进行燃烧,燃烧火焰清晰,燃烧强化,热效率高,但燃烧不稳定,对一次空气的控制及燃烧成分要求较高;第三种是无焰燃烧,即燃气所需空气在燃烧之前已与燃气均匀混合,在燃烧过程中不需要从周围空气中取得氧气。燃气燃烧器一般多用第二种预混燃烧方式。有些锅炉配特制的复合型燃烧器,可以切换燃烧燃油或燃气,称为燃油燃气锅炉。

  以某公司分三期(每期间隔1年)建设的3台20t/h锅炉投资概算为例,比较5种不同类型的工业锅炉房投资成本,见表1。由表1可以看出:链条炉排锅炉、循环流化床锅炉、水煤浆锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉的投资额比例为2.38:2.71:2.37:1.23:1,显然,煤炉之间投资相差不大,油炉和气炉之间投资相差也不大,但煤炉与油、气炉之间投资就相差很大。

  以某公司分三期(每期间隔1年)投入的3台20t/h锅炉为例,比较5种不同类型的运行成本。见表2。由表2可以看出,锅炉运行成本由低到高依次是循环流化床锅炉(CFB)、链条炉排锅炉、水煤浆锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉,吨蒸汽成本比例为1:1.09:1.25:1.65:2.35,三期达产投运后,与循环流化床锅炉的年蒸汽总成本差额依次为0万元、471.08万元、1305.53万元、3370.39万元、7050.18万元。可见,各炉型的运行成本之间相差很大,是业主最关心的指标。

  随着我国工业的迅速发展,社会对锅炉水处理工作提出了更高的要求,而我国的水资源一直很匮乏,工业锅炉用水存在着能源浪费和烟雾排放过大的现象,对国家利益和生态环境产生重大的损坏,造成这种情况的主要原因是工业锅炉用水处理不当,同时处理锅炉水质就是给锅炉系统提供优质水,对于蒸汽的质量、锅炉的使用寿命与安全经济运转都有重要的影响[1-4]。因此,工业锅炉水处理既关系到锅炉的节能减排,也关系着锅炉系统的安全、经济以及环保的运行。

  我国是水资源比较紧缺的国家,水资源的节能减排是实现经济良性发展的重要保障,而工业锅炉系统水介质处理节能减排的现状不理想,主要体现在以下几个方面:1.1给水杂质含量高。我国工业锅炉水处理在很多企业得不到重视,锅炉水质管理不到位等诸多问题,如工业锅炉水处理所配置的设备利用率很低,企业中锅炉水处理作业人员配备不足以及锅炉水质不达标等。工业锅炉用水一般采用一级软化水作为锅炉系统补给水,而国家规范标准要求工业锅炉给水硬度合格值不大于0.03mmol/L,其软化水仅仅处理了水中的金属离子等硬度杂质,未除去锅炉用水中大量的阴离子,同时许多锅炉使用单位水处理化验人员缺乏,水处理设备运行管理水平较差等因素,导致工业锅炉水汽系统内表面结垢及金属腐蚀问题产生,影响锅炉安全经济运行。1.2排污率偏高。锅炉排污是保证炉水水质达到合格标准,确保蒸汽品质的重要途径。锅炉使用单位普遍用离子交换器制备软化水作为补给水,有的工业锅炉在运行过程中添加无机阻垢缓蚀剂,导致增加炉水的溶解固形物含量,甚至可能超标,同时企业为了保证炉水品质,通过提高锅炉排污率来减少锅炉水中杂质含量,而大多数工业锅炉使用单位没有配备排污水热量回收或换热装置,排污没有实现自动控制,排污的随意性很大,极大地浪费了热量,降低了锅炉热效率,还因向生态环境中大量污水造成污染。1.3回收率偏低。工业锅炉凝结水的热量高达蒸汽热量的20%以上,当锅炉压力、温度越高时,其所具有的热量就越高,占蒸汽总量的比例也就越多,则回收利用工业锅炉凝结水的热量是提高锅炉热效率的重要途径之一。目前,工业锅炉凝结水大部分没有回收和利用,或者回收与利用的比例很低,即工业锅炉凝结回水经常含有较多杂质和氧化铁等金属腐蚀物质无法进行回收利用,造成水资源和能量的大量浪费。1.4除氧率偏低。工业锅炉除氧一般采用热力除氧法,此方法需要消耗很多蒸汽,造成锅炉蒸汽有效利用热能降低,同时工业锅炉给水温度升高使省煤器平均进水温度增加,导致省煤器换热温差减小,锅炉尾部烟道排烟温度增加,即工业锅炉尾部烟道排烟热损失升高。锅炉给水除氧器进水量较大或者运行管理不足时,除氧器的除氧温度达不到技术要求,除氧达不到预期效果,造成工业锅炉水汽系统不同程度的金属氧腐蚀,影响工业锅炉系统的安全经济运行。1.5水处理设备有效运行率偏低。工业锅炉水处理设备的每次再生周期里都会产生大量污水,在钠离子交换器的使用过程中,导致地下水不断地遭受盐类的污染。我国工业锅炉水处理离子交换系统中废弃的溶液量较大,在其运行过程中最大的经济费用就是再生剂酸碱的消耗,同时再生过程中产生的过量的废液排放也造成生态环境的污染,而目前水处理设备再生用水几乎都没有回收利用,导致水资源严重浪费。1.6化学清洗液乱排放。工业锅炉化学清洗过程中会产生大量废水,并含有大量的有毒有害物质,其成分一般比较复杂,主要有钙镁化合物、钠盐、氯化物等无机物,铜锌等重金属离子、联氨、亚硝酸盐等有毒有害物质,EDTA、柠檬酸、有机缓蚀剂及表面活性剂等有机物,而含有这些有毒有害的废液直接排放会对环境造成极大的影响。

  工业锅炉节能减排主要与设备的运行、管理、相关人员等都有关系,其基本要求有以下几个方面:2.1作业人员及设备。工业锅炉使用单位须按照相关法规标准和设备数量、型号、水处理方式等配备相应的持证专兼职水处理作业人员,同时在锅炉运行过程中饭要加强水介质质量监督,并严格执行锅炉水介质标准制度等,防止工业锅炉受热面以及其他水汽空间系统金属腐蚀、结垢等,还有使用单位应设置水介质化验室,配备化验设施和试剂。2.2水介质指标。工业锅炉水汽各项目指标应符合国家水介质标准的规定,对于水介质不合格的应查明影响因素,并采取相应的处理方法及措施。2.3水介质取样。工业锅炉水介质取样器的安装及取样位置应按照锅炉型号、参数、水汽质量的具体要求进行设计、制造、安装与布置,并要保证所采集的水样具有代表性。2.4水处理设备性能。水处理设备主要指的是离子交换器、反渗透装置、电除盐装置等,其性能须符合国家相关标准及规范才能使用,在锅炉水处理设备接近失效时,应加强水质监测,防止不合格水进入锅炉水汽系统。2.5结垢速率。工业锅炉的结垢速率应控制在相关标准的规定值内,而对于超过标准值的,应查明其相关原因,采取相应的处理措施,控制锅炉的结垢速率,保证锅炉能够安全及节能经济运行。

  工业锅炉节能减排的具体措施主要有改进水处理方式、合理排污、定期处理垢渣及废液、提高冷凝水回收率以及优化除氧方式等。3.1改进水处理方式。工业锅炉的补给水率普遍都高达50%以上,而水处理工艺及补给水品质直接影响到锅炉系统结垢程度。锅炉补给水可以采用软化处理,再加上反渗透处理,且反渗透技术投资成本较低,脱盐率较高,技术成熟,自动化程度很高,比较适用于对工业锅炉补给水进行处理,其处理方式可去除锅炉原水中大部分盐类杂质,大大减低工业锅炉的结垢率和排污率,极大地提高了锅炉蒸汽的品质,而反渗透设备日常使用维护成本较高。3.2合理排污。在工业锅炉正常运行过程中,使用单位在保证水汽质量的前提下进行科学地合理地对锅炉系统排污,当有连续排污且排污量较大时,应安装连续排污扩容器或换热器等附属设备回收排污水热量,达到节能减排的目的。工业锅炉可以安装自动排污设备来合理控制排污水量,其排污量根据炉水的溶解固形物含量或电导率的大小来确定,不得盲目进行排污,而当炉水指标超过相关标准值时,应优先采用加药进行锅炉水质调节处理,不应该长期通过排污来降低其项目指标,既要保证锅炉水质品质,同时也要保证锅炉系统的节能减排和安全经济运行。3.3定期处理垢渣及废液。工业锅炉水汽系统水垢达到1mm以上或受热面锈蚀比较严重时,应该进行除垢措施,其除垢的方式有酸洗、碱煮及运行除垢,其中酸洗的除垢方式效果较好,但有时对锅炉系统的损伤也是较严重的。工业锅炉酸洗除垢应该制定科学合理的程序和工艺才能保证除垢率和控制最小金属腐蚀速率,而对于新安装的锅炉,在正式运行前应进行碱煮,使金属受热面形成较好的钝化保护膜,同时可以消除生成的水垢的影响因素。3.4提高冷凝水回收率。锅炉冷凝水回收利用可以极大地减少补给水量,降低锅炉水处理的费用和废液的排放,节约水资源,且回水的温度一般较高,减少燃料消耗和有利于热力除氧,达到节能和减缓氧腐蚀的效果,同时回水较纯净,杂质较少,显著提高锅炉水汽品质,减低锅炉排污率。3.5优化除氧方式。对于传统的热力除氧,真空除氧的优点就是除氧水的温度与给水温度相当,采用真空除氧可替代热力除氧方法,当真空除氧维持在一定压力时,给水温度在低温下就可以达到除氧效果,既节约热量,又减少排烟损失,提高锅炉效率,达到节能的目的。

  工业锅炉水处理节能减排工作是水资源的可持续发展,实现工业经济可持续发展的重要保证。目前,我国对于工业锅炉水处理节能减排越来越重视,了解工业锅炉水处理节能减排现状,提高工业锅炉水处理节能减排技术水平,把握好工业锅炉水处理节能减排的各个重要环节,保证工业锅炉能够经济、安全的运行,对于工业锅炉水处理节能减排工作具有重要意义。

  [1]任红.工业锅炉的使用现状与节能减排措施[J].煤炭能源,2016(26):38.

  [2]陈秀芬.工业锅炉节能减排现状与应对策略[J].技术与市场,2014(12):326-327.

  [3]陈玉堂.工业锅炉节能减排现状与存在问题及对策[J].低碳世界,2016(17):328-329.

  工业蒸汽锅炉的过程控制系统包括汽包水位控制系统和燃烧过程控制系统,两系统在锅炉运行过程中互相耦合,所以控制起来非常困难。在此,我们暂不考虑系统间的耦合,只是对蒸汽锅炉的给水系统进行变频改造。

  某企业有2台20T燃煤蒸汽锅炉,如图1所示。这2台锅炉通过1个给水母管分别给各自汽包供水,用汽量小的季节,2台锅炉只运行1台,当用汽量较大时,则必须2台锅炉同时运行。由于给水泵额定功率为37kw,一般情况下,1台锅炉运行时,只开1台给水泵裕量仍较大,而2台锅炉同时运行且用汽量较大时,只开1台给水泵无法满足需要,而开2台给水泵后,相对单台锅炉运行时,裕量更大。由于2台锅炉分别由2套DCS系统控制各自的电动阀门调节各自汽包的给水量,运行中,阀门开度较小造成给水母管压力较大,不仅浪费了大量的电能,较高的水压还对管道、水泵叶轮和阀门造成损害

  基于系统运行现状,本着既能节能降耗,又能控制简便、安全且投资较少的原则,我们设计了1套1台变频器拖动3台电机的方案。具体如图2所示。

  在本方案中,充分利用了锅炉层有的DCS控制系统,同时增加了变频器、可编程序控制器(PLC)和控制信号转换装置。

  MM430变频器是西门子公司最新研制生产的一种适用于各种变速驱动应用场合的高性能变频器(调试简单、配置灵活),它具有最新的IGBT技术和高质量控制系统,完善的保护功能和较强的过载能力以及较宽的工作环境温度,安装接线方便,两路可编程的隔离数字输入、输出接口以及模拟输入、输出接口等优点,使其配置灵活多样,控制简单方便,易于操作维护。

  西门子S7-200型PLC可靠性高、抗干扰能力强,可直接安装于工业现场而稳定可靠的工作。适应性强,应用灵活。

  由于只开1台给水泵,就足够锅炉汽包所需用水量,故此时,系统只对运行锅炉的汽包水位进行恒液位控制即可。

  将切换开关置于相应位置,通过锅炉原有DCS控制系统中的手动操作器将控制该锅炉汽包进水量的电动阀完全打开后,再通过控制信号转换装置切断该控制信号,使原有控制回路断开,电动阀保持全开状态,同时,将该锅炉汽包液位信号切入PLC,让PLC将该锅炉汽包液位信号进行PID运算处理后,再由控制信号转换装置,将PLC输出的4~20mA模拟信号传递给变频器,从而控制变频器的输出转速。

  在本控制过程中,关键的问题是过程参数PID(P:比例系数I:积分系数、D:微分系数)的整定。由于工业锅炉运行过程中,用汽量的多小和蒸汽压力的大小,决定了给水流量的大小和给水压力的大小。为了保证系统的相对稳定运行,不出现大的波动,对生产造成影响,在调试过程中,应多次反复调整PID参数,直至出现最佳控制过程。

  由于2台锅炉分别由两套DCS系统控制,在运行过程,虽然蒸汽并网后压力相同,但由于燃烧过程中存在不确定性,两台锅炉汽包各自的液位就必然存在差异。因此,单台锅炉运行中所用的恒液位控制方案在此就不再适合。通过给水原理图(图1)我们不难发现,要对2台锅炉汽包的液位分别控制,最理想的方案是将1个给水母管向2台锅炉给水的现状彻底改变,将给水系统分开,使每个锅炉都有自己独立的给水系统,再在此基础上加装变频控制,由1台变频器单独控制1台锅炉的给水。但此方案不仅改动较大,投资较高,且要停产改造,显然是行不通的。为了能在不改变原有系统现状的前提下,更好的利用变频装置,节能降耗,减小系统运行,维护费用,提高原有系统的自动化程度,我们针对该企业2台锅炉的运行特点,设计了一套专用于2台(或2台以上)锅炉同时运行时的控制方案,即:蒸汽压力和母管给水压力的恒压差控制方案。

  当2台锅炉同时运行时,由于外供蒸汽并管,故蒸汽压力相同,又由于2锅炉由同一母管给水,故给水压力也相同。但由于蒸汽用量的变化不定和锅炉燃烧情况的不同,蒸汽压力是时刻变化的。这样,为了能保证给锅炉汽包供上水,就必须要求给水的压力始终高于蒸汽压力,由图2我们看到,由PLC采集蒸汽压力和母管给水压力,通过处理、比较后,得到二者的差值,再将此差值通过PID运算处理,输出4~20mA的模拟信号给控制信号转换装置。再由该装置将信号传输给变频器,从而控制变频器的运行速度。这样虽然可以保证给水母管压力始终高于锅炉蒸汽压力(压力差的大小可以通过PLC在一定范围内任意调节),但锅炉各自汽包的液位却无法再通过调节变频器的转速去控制。在此,我们充分利用了原有给水控制装置,即汽包各自的进水电动阀门。仍由锅炉原有DCS控制系统采集各自汽包的液位,蒸汽压力,给水压力和给水流量等信号,去相应的调整进水电动阀的开度,从而控制各汽泡液位和进水流量。

  此方案由于存在阀门的调节,所以理论上不能最大限度的节能降耗,但实际应用中,由于减小了给水母管与蒸汽压力之间的压力差,使电动阀门的开度由原来的平均10%左右开大到75%左右,系统回水阀门关闭,仍大大节约了能源。且本方案充分考虑了系统运行的安全性,一旦变频器故障,系统可立即自动由变频运行状态切换至原有工频运行状态,完全恢复改造前的运行状态,保证锅炉正常运行。变频故障解除后,仍可方便的手动切换为变频状态,使变频器方便的投入运行,且不影响锅炉的运行。

  PLC是本系统的核心控制器件,它不仅辨识、处理各种运行状态,进行系统间的逻辑运算和联锁保护,还对输入的多个模拟信号进行处理、运算后,输出标准的模拟信号控制变频器的运行速度。主程序结构较复杂,其中,对液位信号进行PID运算的子程序,原理图和程序框图如图3、图4所示。

  (1)由于变频器产生高次谐波,会对通讯产生干扰,同时由于PLC采集模拟信号,要进行A/D和D/A转换处理,在此过程中,容易受到变频器高次谐波的影响而失真。因此,必须将变频器零地分接且加装液波装置,对PLC用隔离变压器供电,最好将PLC安装于距离变频器较远的位置上。

  (2)本系统所需液位、压力等模拟信号均采至锅炉原有控制系统,为了不影响原控制系统的安全性与完整性,应将原有模拟信号通过隔离分路端子分路后采用。

  (3)锅炉给水是锅炉运行过程中至关重要的环节之一,其运行的稳定性与可靠性直接关系到整个锅炉系统乃至整个企业生产运行的稳定与安全。因此,一旦变频器出现故障而停车后,系统可自动切换至原有工频控制系统而不影响生产,这一联锁措施至关重要。

  (1)变频调速是电气传动系统工程,而变频器只是其中的一部分,变频器容量、类型的选择,电气保护回路和控制回路的设计关系到变频调速系统应用的可靠性、安全性和经济性。

  (2)变频调速系统是基于微电子、电力电子、计算机、自动控制和电机等技术上发展而来的,有其先进性,但也有其不足和缺点,如电磁干扰,高次谐波的寄生电容,以及低速运行时的电机温升等。

  (3)变频调速技术以其节能、环保、方便、工作效率高等优点,在现代企业中得到广泛应用。若将其再与计算机技术有机的结合起来,实现资源共享,统一管理,则会进一步节能降耗,提高产品质量和生产稳定性。

地址:海南省海口市电话:0898-03529468传真:0898-03529468

Copyright © 2012-2018 三亿体育官方网站 版权所有 HTML地图 XML地图ICP备案编号:鲁ICP备2022011553号-2