鍋爐節(jié)能技術(shù)原理-鍋爐節(jié)能技術(shù)原理-河北耀一節(jié)能設(shè)備制造有限責(zé)任公司

　　鍋爐節(jié)能概況

　　在控制柜中加裝可編程序控制器。將壓力給定值和水位給定值根據(jù)用戶要求提前寫入可編程序控制器，由壓力傳感器和水位傳感器檢測到的信號(hào)回饋給可編程序控制器后，進(jìn)行運(yùn)算、比較，然后輸出頻率信號(hào)，合理控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到引風(fēng)、鼓風(fēng)、爐排、水泵電機(jī)的同步調(diào)節(jié)，進(jìn)而達(dá)到輸出恒定的氣壓值并節(jié)約能源的目的。[1]

　　2鍋爐節(jié)煤的基本原理

　　基本原理是把高新材料技術(shù)、燃燒技術(shù)和鍋爐綜合技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，通過一系列物理、化學(xué)變化，使燃燒煤達(dá)到強(qiáng)化燃燒，充分燃燒，_燃燒的一種全新的燃燒方式。

　　3節(jié)能效率舉例

　　以10噸鍋爐24小時(shí)節(jié)煤為例

　　一小時(shí)每蒸噸設(shè)計(jì)煤耗量為150公斤

　　10噸爐每小時(shí)耗煤為：

　　150公斤×10=1500公斤=1.5噸

　　一晝夜24小時(shí)耗煤量為：

　　1.5噸×24=36噸

　　按節(jié)煤率10%計(jì)算：

　　36噸×10%=3.6噸（一晝夜）

　　生產(chǎn)爐一年運(yùn)行天數(shù)按300天計(jì)算，另60天為停爐修理時(shí)間，一年節(jié)煤3.6×300=1080噸。

　　以遼、吉、黑東北地區(qū)為例煤價(jià)取600元每噸，節(jié)煤1080噸×600元/噸=64.8萬元;

　　取暖爐一個(gè)采暖期按150天計(jì)算：

　　50×3.6噸=540噸

　　540噸×600元/噸=32.4萬元

　　結(jié)論：無論是生產(chǎn)爐還是采暖爐，不到一個(gè)采暖期_能收回改造投資

　　4鍋爐節(jié)煤節(jié)能技術(shù)

　　1、 加裝燃油鍋爐節(jié)能器;[2]

　　2、 安裝冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器;

　　3、采用冷凝式余熱回收鍋爐技術(shù);

　　4、 鍋爐尾部采用熱管余熱回收技術(shù);

　　5、 采用防垢、除垢技術(shù);

　　6、 采用燃料添加劑技術(shù);

　　7、 采用新燃料，用清潔可_的能源替代;

　　8、 采用富氧燃燒技術(shù);

　　9、 采用旋流燃燒鍋爐技術(shù)

　　10、采用空氣源熱泵熱水機(jī)組替換技術(shù);

　　11、燃煤鍋爐改裝成燃油（氣）鍋爐;

　　5鍋爐節(jié)能的八大方案

　　1，蒸汽的有效利用

　　蒸汽是鍋爐的產(chǎn)品，應(yīng)嚴(yán)格按計(jì)劃使用。在有多臺(tái)鍋爐的鍋爐房，每臺(tái)鍋爐負(fù)荷（供汽量）的分配應(yīng)按機(jī)組總效率的原則分配。鍋爐負(fù)荷先由效率高的鍋爐承擔(dān)，至滿負(fù)荷后，再由效率低的鍋爐承擔(dān)負(fù)荷。

　　為有效利用蒸汽，在各種情況下均不應(yīng)將高壓蒸汽白白地膨脹為低壓蒸汽而未得到功的利用。應(yīng)避免向空氣排汽，尤其在鍋爐啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)盡量少向空排汽，或?qū)⑦@部分蒸汽利用起來。為了節(jié)省能量，鍋爐應(yīng)盡量少排污，排污量應(yīng)控制在5%以下，較好為2%，盡量利用排污熱量，可裝排污擴(kuò)容器或換熱器利用之。應(yīng)保持疏水器正常工作?？捎脭U(kuò)容器回收疏水器的熱量，疏水器里的蒸汽凝結(jié)水，水質(zhì)好，是良好鍋爐給水，回收后可節(jié)省水處理費(fèi)用。應(yīng)防止各種管道、閥門漏汽漏水，總泄量不_過2～3%。應(yīng)回收各種余熱和廢熱。

　　2，管道保溫

　　蒸汽管道、熱水管道及各種用熱設(shè)備都會(huì)向周圍的空氣散失熱量，另外為了安全的目的，須對(duì)輸汽、水管道保溫。

　　保溫用絕熱材料應(yīng)符合以下要求：

　　1）導(dǎo)熱系數(shù)低、絕熱性能好。導(dǎo)熱系數(shù)λ<0.12千卡/米.時(shí).℃

　　2）管內(nèi)介質(zhì)達(dá)到溫度時(shí)，性能仍較穩(wěn)定，而且機(jī)械性能良好，一般抗壓強(qiáng)度不低于3公斤/厘米2。

　　3）當(dāng)熱介質(zhì)溫度大于120℃時(shí)，保溫材料不應(yīng)含有有機(jī)物和可燃物。只有當(dāng)介質(zhì)溫度在80℃以下時(shí)，保溫材料內(nèi)可含有有機(jī)物。

　　4）保溫材料要求吸濕性小，對(duì)管壁無腐蝕，易于制造成型，便于安裝。

　　符合上述要求的保溫材料有膨脹珍珠巖、堿玻璃纖維、泡沫塑料、石棉和礦渣棉等。

　　保溫層的厚度一般按以下原則確定：

　　1）_管道的熱損失在規(guī)定值以下。

　　2）保溫層表面溫度不_過55～60℃。

　　3）保溫層的經(jīng)濟(jì)厚度為應(yīng)使保溫層的費(fèi)用及熱損失折合為燃料費(fèi)用之和小。

　　為減少蒸汽管道的散熱損失，應(yīng)盡可能采用小的管徑，并縮短輸送距離，同時(shí)應(yīng)使其壓降較小。在輸送蒸汽前將汽壓降低到_的數(shù)值。如壓降較大，則應(yīng)利用其作功。對(duì)于動(dòng)力裝置，應(yīng)采用高溫高壓蒸汽;對(duì)于工藝用汽，應(yīng)采用低壓和小的過熱度。對(duì)供熱設(shè)備和管道進(jìn)行良好的保溫是重要的節(jié)能措施。

　　3，熱水供暖

　　除了生產(chǎn)工藝須使用蒸汽以外，對(duì)于供暖、通風(fēng)和熱水供應(yīng)等應(yīng)采用熱水供熱。其主要優(yōu)點(diǎn)是：

　　1）熱水供暖可以節(jié)約大量燃料20～40%。因?yàn)樗鼪]有凝結(jié)水和二次蒸發(fā)損失。其次，熱水供暖管道散熱損失小。蒸汽供暖管道漏汽損失較大。蒸汽鍋爐需要連續(xù)和定期排污，而熱水鍋爐只需少量的定期排污。熱水供暖可根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化，靈活地對(duì)熱水進(jìn)行質(zhì)量調(diào)節(jié)，達(dá)到既節(jié)約燃料又_供熱質(zhì)量的要求。

　　2）高溫?zé)崴┡到y(tǒng)的維修費(fèi)用比蒸汽供暖低。實(shí)踐證明，熱水供暖系統(tǒng)維修費(fèi)用只是蒸汽供暖系統(tǒng)的1/3，維修人員可相應(yīng)地減少一半。

　　3）熱水供暖熱半徑大，可達(dá)幾十公里，而蒸汽供暖受管道阻力損失限制，一般僅為2～3公里。

　　4）高溫水供暖適合于區(qū)域性供熱事業(yè)的發(fā)展。而采用區(qū)域性集中供熱不僅可以節(jié)約大量燃料，又可減少鍋爐對(duì)大氣環(huán)境的污染。

　　熱水采暖的缺點(diǎn)是外部管網(wǎng)的投資比蒸汽供暖要大，尤其是供水和回水的溫差較少時(shí)_為顯著。熱水采暖循環(huán)泵的容量大，消耗電能多，增加了運(yùn)行費(fèi)用。由于水的比重大，對(duì)于地形高度差大的地區(qū)以及高層建筑中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的重位壓差，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行帶來了很大的復(fù)雜性。但是從全面衡量，熱水供暖經(jīng)濟(jì)效益顯著，因此，應(yīng)大力發(fā)展熱水供暖，在區(qū)域鍋爐房安裝大容量的熱水鍋爐。

　　隨著供熱半徑的擴(kuò)大，提高供水溫度是必然趨勢。提高供回水溫差可減少循環(huán)水量，降低管網(wǎng)費(fèi)用，節(jié)省電能。但是大多數(shù)單位實(shí)際采用的供水溫度多低于100℃，根據(jù)我國條件，應(yīng)提高供水溫度130℃系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平，有重點(diǎn)地推廣150℃。將區(qū)域鍋爐房的供回水溫差提高到0～60℃是可能的。設(shè)計(jì)管網(wǎng)時(shí)，選用經(jīng)濟(jì)比壓降，使熱網(wǎng)費(fèi)用小。對(duì)于集中供熱的干管，經(jīng)濟(jì)比壓降值約為40～60pa，支管內(nèi)的比壓降為200～300pa。管內(nèi)流速推薦1.5m/s，但不得低于0.67m/s，以免流速過低造成管道彎曲，引起過大的熱應(yīng)力。

　　4，區(qū)域鍋爐房集中供熱

　　我國供熱系統(tǒng)基本上是采用小鍋爐分散供熱的方式，鍋爐效率低、能源利用率差、環(huán)境污染嚴(yán)重，而采用具有規(guī)模和場地的選擇比較靈活、以及不定因素少、投資少、建設(shè)周期短、能較快發(fā)揮投資效益的區(qū)域鍋爐房集中供熱可節(jié)省燃料，提高能源的利用率，在這點(diǎn)上深圳卓益節(jié)能做的較好。區(qū)域鍋爐房集中供熱_是用大容量鍋爐代替分散小鍋爐的一種集中供熱方式。集中供熱_是由一個(gè)大型的熱源通過熱力管網(wǎng)向一個(gè)或幾個(gè)較大區(qū)域或工業(yè)企業(yè)供熱的方式。它由熱源、熱網(wǎng)和熱用戶組成。

　　集中供熱的熱效率由鍋爐、管道和熱網(wǎng)三部分效率組成。由于鍋爐熱效率提高所獲得的效益足以補(bǔ)嘗熱網(wǎng)系統(tǒng)輸送熱量所產(chǎn)生的損失時(shí)，_開始節(jié)省燃料。區(qū)域鍋爐房節(jié)能的關(guān)鍵是要采用效率高的鍋爐代替分散低效率的小鍋爐，因此，區(qū)域鍋爐房的容量不能太小，至少應(yīng)有容量不少于10t/h兩臺(tái)，即供熱量應(yīng)在50GJ/h以上，相應(yīng)的供暖面積應(yīng)在20萬平方米以上。

　　5，熱點(diǎn)連廠

　　凝汽式發(fā)電廠的主要熱損失是汽輪排汽的熱量在凝汽器中被冷卻水帶走，無法加以利用，這部分熱損失通常占40%—60%，因而使凝汽式電廠的效率不高。如果采用熱電聯(lián)產(chǎn)方式，將汽輪機(jī)的排汽或抽汽用于供熱，可大大減少汽輪機(jī)的排汽損失，同時(shí)用大容量的鍋爐代替低效率小鍋爐，可使能源利用率大大提高，因此能取得很大的經(jīng)濟(jì)效益?？刹捎媒ㄔO(shè)大型熱電廠、凝汽式電廠改造供熱及企業(yè)自備中小型熱電廠等熱電聯(lián)產(chǎn)方式。

　　在工業(yè)集中的地區(qū)可以建設(shè)大型熱電廠，在采暖熱負(fù)荷大的北方大中城市可以建設(shè)供暖熱電廠，在供暖季節(jié)按熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行，在非供暖季節(jié)按凝汽方式運(yùn)行。對(duì)有凝汽式機(jī)組，可采用冷凝器低真空運(yùn)行或在汽輪機(jī)高低壓缸連通管上打孔抽汽的辦法供熱，可取得顯著的節(jié)能效果。

　　對(duì)于不具備由中心熱電廠供熱的大中型企業(yè)，當(dāng)具有連續(xù)穩(wěn)定的用汽量在20t/h以上時(shí)，一般均有建立自備熱電廠的條件。這類企業(yè)可以選擇20t/h次中壓鍋爐式或35t/h中壓及次高壓鍋爐，1.5MW或3MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組，建立以供熱為主，發(fā)電為輔的自備熱電廠，可取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。與分散的小型工業(yè)鍋爐相比，由于鍋爐熱效率提高，熱電聯(lián)產(chǎn)的燃料消耗與小型鍋爐相當(dāng)。在同樣的供熱條件下，利用熱電聯(lián)產(chǎn)，可獲得額外的電能。

　　自備熱電廠一般采用次中壓、中壓或次高壓背壓機(jī)組，以汽定電，以熱負(fù)荷決定發(fā)電量，機(jī)組功率可從1MW到12MW，型式多樣，機(jī)動(dòng)靈活。如生產(chǎn)工藝要求兩種供汽壓力，則可采用抽汽背壓機(jī)組。由于背壓機(jī)組在低負(fù)荷時(shí)的效率很低，因此在選擇機(jī)組時(shí)，熱負(fù)荷_要落實(shí)，堅(jiān)持以熱定電的原則。由于采用背壓機(jī)組帶基本負(fù)荷，供電煤耗比大型凝汽式電廠_為_，而且投資少，建設(shè)快，收效明顯等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)予以重視。由于供汽量不太大，供汽半徑一般不_過2～3Km，否則由于熱電廠得到的效益，大部分消耗于管路的壓降與熱損失，加上管網(wǎng)投資的增加，經(jīng)濟(jì)上_不合算了。

　　6，裕壓發(fā)電

　　在印染、紡織、制糖、造紙、化肥、化工等許多行業(yè)，大量需要工藝用汽，但所需壓力不高，一般小于3×105Pa，而熱源供汽，包括自備鍋爐供汽或熱電廠供汽，其壓力較高，多在13×105Pa以上，因此在供汽與用汽設(shè)備之間存在_的壓差，利用這一壓差發(fā)電的方式叫裕壓發(fā)電。它是將熱源供給的蒸汽_入背壓汽輪機(jī)發(fā)電，再將其排汽供用熱設(shè)備使用，這樣可使熱能得充分利用，因而提高了能源利用率。

　　裕壓發(fā)電，具有如下一些優(yōu)點(diǎn)：

　　1）背壓發(fā)電效率高，能耗低，可大量節(jié)省燃料。

　　2）背壓機(jī)組設(shè)備簡單，投資少， 建設(shè)快。裕壓發(fā)電的投資一般可在三年內(nèi)回收，建設(shè)周期大約為一年左右，因而能較快地取得經(jīng)濟(jì)效益。

　　3）裕壓發(fā)電成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著，裕壓發(fā)電成本略低于電力系統(tǒng)發(fā)電成本，如將裕壓電供本企業(yè)使用，則與電網(wǎng)供電價(jià)格相比，便宜得多，能為企業(yè)取得較大的經(jīng)濟(jì)效益。

　　4）在供電緊張地區(qū)，增加電力可增加供電的可靠性，對(duì)_企業(yè)正常生產(chǎn)有很大意義。

　　5）裕壓發(fā)電運(yùn)行和管理簡便可靠，而且不需要大量冷卻水源。

　　裕壓發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性與機(jī)組容量、初終參數(shù)、負(fù)荷率及利用小時(shí)數(shù)等因素有關(guān)，如設(shè)計(jì)不合理，則經(jīng)濟(jì)效益大大降低，反而成為企業(yè)的負(fù)擔(dān)。

　　機(jī)組容量大小對(duì)裕壓發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性有影響。由于鍋爐、汽輪機(jī)效率都隨機(jī)組容量減小而降低，而單位容量的設(shè)備投資費(fèi)用、運(yùn)行管理費(fèi)用卻隨容量減小而增大，因此機(jī)組容量不能太小，一般應(yīng)大于300kW。

　　汽輪機(jī)參數(shù)對(duì)裕壓發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性也有影響。由于裕壓發(fā)電的初壓受到供汽壓力的限制，汽輪機(jī)排汽溫度一般都能滿足工藝使用的要求，因此對(duì)裕壓發(fā)電的初壓發(fā)電，主要是對(duì)初溫和排汽壓力可作一些選擇。當(dāng)初終壓力_時(shí)，提高初溫可使汽輪機(jī)實(shí)際發(fā)電功率增加，因而對(duì)裕壓發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性有利。因些對(duì)裕壓發(fā)電機(jī)組，宜采用過熱蒸汽，過熱汽溫采用300℃或350℃較為有利。降低汽輪機(jī)的排汽壓力對(duì)裕壓發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性影響很大，比提高初壓_為有利。當(dāng)然，排汽壓力受到用汽設(shè)備對(duì)汽壓要求及輸汽管道阻力的限制，但是在設(shè)計(jì)供熱系統(tǒng)時(shí)，盡量降低工藝用汽設(shè)備對(duì)汽壓及管道阻力，還有不少潛力可挖。當(dāng)管道阻力較大時(shí)，采用較大直徑的管道，可取得顯著的效果。

　　汽輪機(jī)的負(fù)荷率對(duì)裕壓發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性影響很大。裕壓發(fā)電要取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，須保持高的負(fù)荷率，也_是要連續(xù)穩(wěn)定地維持在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷下運(yùn)行。為此，在選擇機(jī)組容量時(shí)，_要以汽定電的原則，根據(jù)基本熱負(fù)荷來確定。這樣，裕壓發(fā)電機(jī)組滿足基本熱負(fù)荷，而鍋爐容量有_的裕度，在尖峰負(fù)荷時(shí)，由減溫減壓器補(bǔ)充，則可獲得_的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)已有裕壓發(fā)電機(jī)組，如果負(fù)荷率太低，則應(yīng)設(shè)法擴(kuò)大供熱范圍，增大供汽量，以提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。同樣，設(shè)備的利用小時(shí)數(shù)將影響投資的回收年限，因此應(yīng)保持足夠的年運(yùn)行小時(shí)數(shù)。對(duì)于供采暖熱負(fù)荷的機(jī)組，設(shè)備利用率較低，則可發(fā)展吸收式制冷循環(huán)和蒸汽噴射式制冷循環(huán)，在夏季，利用熱能制冷，使全年熱負(fù)荷比較均衡。

　　7，熱管換熱器回收鍋爐煙道余熱

　　熱管是一種傳熱元件，由熱管組成的換熱器體積小、重量輕、傳熱功率大，流動(dòng)阻力小等許多優(yōu)點(diǎn)。熱管換熱器屬于熱流體互不接觸的表面式換熱器，作為工業(yè)鍋爐的尾部受熱面，可充分利用鍋爐的排煙余熱，提高鍋爐效率，節(jié)約能源?？捎米鳛闊峁芸諝忸A(yù)熱器、熱管式省煤器和熱管式熱水器。熱管式空氣預(yù)熱器用來加熱燃燒用的空氣，不僅可以降低排煙損失，而且采用熱空氣可大大加強(qiáng)燃燒，能有效地降低灰渣含炭量和化學(xué)不_燃燒損失，因此可大大提高工業(yè)鍋爐效率。熱管省煤器用來加熱鍋爐給水，熱管熱水器用來加熱生產(chǎn)和生活用的熱水，都可以提高能源的利用率，應(yīng)用也很普遍。

　　8，蒸汽蓄熱器

　　蒸汽蓄熱器是利用水的蓄熱能力把熱能儲(chǔ)存起來的一種裝置，它是由蓄熱器本體和控制蒸汽進(jìn)出自動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩個(gè)主要部分組成的。蓄熱器的原理是以熱水為介質(zhì)來儲(chǔ)存熱能的壓力容器。在用氣負(fù)荷有波動(dòng)的情況下，利用蓄熱器充熱和放熱作用，調(diào)節(jié)負(fù)荷需要，保持鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約燃料，提高鍋爐效率的目的。

　　當(dāng)蒸汽使用量不大時(shí)，將剩余蒸汽以通過噴嘴進(jìn)入容器，使蓄熱器內(nèi)的水溫和壓力逐漸上升，直到額定壓力下的飽和溫度，完成熱能的儲(chǔ)存。當(dāng)蒸汽使用量增大時(shí)，_由蓄熱器供汽，蓄熱器內(nèi)的壓力_下降。蓄熱器的工作壓力受鍋爐壓力的限制，當(dāng)鍋爐額定壓力與汽壓有很大的壓差時(shí)，蓄熱器單位容積所產(chǎn)生的蒸汽量_多，使用蓄熱器的經(jīng)濟(jì)效益_高。在采用蓄熱器時(shí)，宜選用工作壓力較高的鍋爐，用汽部門按不同壓力分類，分別配置蒸汽管路，以提高蓄熱器工作的經(jīng)濟(jì)性。

　　綜上所述，工業(yè)鍋爐的節(jié)能有系統(tǒng)節(jié)能、軟件節(jié)能與硬件節(jié)能相結(jié)合等措施。我們要有效地利用蒸汽，回收和利用余熱蒸汽。對(duì)各種管道進(jìn)行保溫，利用熱管換熱器、蒸汽蓄熱器等裝置進(jìn)行節(jié)能。采用熱水鍋爐供暖、區(qū)域鍋爐房集中供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和裕壓發(fā)電等方式提高能源的利用率，可取得很大的經(jīng)濟(jì)效益。這里只是簡單介紹一些基本和常見的節(jié)能措施，還有很多節(jié)能措施等待我們?nèi)パ芯亢屠?。只要真正重視能源的?jié)約和合理利用，采取各種有效措施，_可不斷地提高工業(yè)鍋爐的能源利用率，使有限的能源，發(fā)揮_大的作用，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。