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回饋給可編程序控制器后，進行運算、比較，然后輸出頻率信號，合理控制各個電機的轉(zhuǎn)速，達到引風(fēng)、鼓風(fēng)、爐排、水泵電機的同步調(diào)節(jié)，進而達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)有機結(jié)合在一起，通過一系列物理、化學(xué)變化，使燃燒煤達到強化燃燒，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小時節(jié)煤為例

　　一小時每蒸噸設(shè)計煤耗量為150公斤

　　10噸爐每小時耗煤為：

　　150公斤×10=1500公斤=1.5噸

　　一晝夜24小時耗煤量為：

　　1.5噸×24=36噸

　　按節(jié)煤率10%計算：

　　36噸×10%=3.6噸（一晝夜）

　　生產(chǎn)爐一年運行天數(shù)按300天計算，另60天為停爐修理時間，一年節(jié)煤3.6×300=1080噸。

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

　　取暖爐一個采暖期按150天計算：

　　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、 安裝冷凝型燃氣鍋爐節(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)格按計劃使用。在有多臺鍋爐的鍋爐房，每臺鍋爐負荷（供汽量）的分配應(yīng)按機組總效率的原則分配。鍋爐負荷先由效率高的鍋爐承擔(dān)，至滿負荷后，再由效率低的鍋爐承擔(dān)負荷。

　　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，尤其在鍋爐啟動時，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，可裝排污擴容器或換熱器利用之。應(yīng)保持疏水器正常工作。可用擴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)備都會向周圍的空氣散失熱量，另外為了安全的目的，須對輸汽、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.℃

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

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

　　4）保溫材料要求吸濕性小，對管壁無腐蝕，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)濟厚度為應(yīng)使保溫層的費用及熱損失折合為燃料費用之和小。

　　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。對于動力裝置，應(yīng)采用高溫高壓蒸汽;對于工藝用汽，應(yīng)采用低壓和小的過熱度。對供熱設(shè)備和管道進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)點是：

　　1）熱水供暖可以節(jié)約大量燃料20～40%。因為它沒有凝結(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，靈活地對熱水進行質(zhì)量調(diào)節(jié)，達到既節(jié)約燃料又_供熱質(zhì)量的要求。

　　2）高溫?zé)崴┡到y(tǒng)的維修費用比蒸汽供暖低。實踐證明，熱水供暖系統(tǒng)維修費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，又可減少鍋爐對大氣環(huán)境的污染。

　　熱水采暖的缺點是外部管網(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_為顯著。熱水采暖循環(huán)泵的容量大，消耗電能多，增加了運行費用。由于水的比重大，對于地形高度差大的地區(qū)以及高層建筑中會產(chǎn)生相當(dāng)大的重位壓差，給系統(tǒng)設(shè)計和運行帶來了很大的復(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)費用，節(jié)省電能。但是大多數(shù)單位實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)的運行管理水平，有重點地推廣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)計管網(wǎng)時，選用經(jīng)濟比壓降，使熱網(wǎng)費用小。對于集中供熱的干管，經(jīng)濟比壓降值約為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_是由一個大型的熱源通過熱力管網(wǎng)向一個或幾個較大區(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嘗熱網(wǎng)系統(tǒng)輸送熱量所產(chǎn)生的損失時，_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，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，將汽輪機的排汽或抽汽用于供熱，可大大減少汽輪機的排汽損失，同時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)濟效益。可采用建設(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)運行，在非供暖季節(jié)按凝汽方式運行。對有凝汽式機組，可采用冷凝器低真空運行或在汽輪機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，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組，以汽定電，以熱負荷決定發(fā)電量，機組功率可從1MW到12MW，型式多樣，機動靈活。如生產(chǎn)工藝要求兩種供汽壓力，則可采用抽汽背壓機組。由于背壓機組在低負荷時的效率很低，因此在選擇機組時，熱負荷_要落實，堅持以熱定電的原則。由于采用背壓機組帶基本負荷，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，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：

　　1）背壓發(fā)電效率高，能耗低，可大量節(jié)省燃料。

　　2）背壓機組設(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)濟效益。

　　3）裕壓發(fā)電成本低，經(jīng)濟效益顯著，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)供電價格相比，便宜得多，能為企業(yè)取得較大的經(jīng)濟效益。

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

　　5）裕壓發(fā)電運行和管理簡便可靠，而且不需要大量冷卻水源。

　　裕壓發(fā)電的經(jīng)濟性與機組容量、初終參數(shù)、負荷率及利用小時數(shù)等因素有關(guān)，如設(shè)計不合理，則經(jīng)濟效益大大降低，反而成為企業(yè)的負擔(dān)。

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

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

　　汽輪機的負荷率對裕壓發(fā)電的經(jīng)濟性影響很大。裕壓發(fā)電要取得顯著的經(jīng)濟效益，須保持高的負荷率，也_是要連續(xù)穩(wěn)定地維持在經(jīng)濟負荷下運行。為此，在選擇機組容量時，_要以汽定電的原則，根據(jù)基本熱負荷來確定。這樣，裕壓發(fā)電機組滿足基本熱負荷，而鍋爐容量有_的裕度，在尖峰負荷時，由減溫減壓器補充，則可獲得_的經(jīng)濟效益。對已有裕壓發(fā)電機組，如果負荷率太低，則應(yīng)設(shè)法擴大供熱范圍，增大供汽量，以提高機組的經(jīng)濟性。同樣，設(shè)備的利用小時數(shù)將影響投資的回收年限，因此應(yīng)保持足夠的年運行小時數(shù)。對于供采暖熱負荷的機組，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，流動阻力小等許多優(yōu)點。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。可用作為熱管空氣預(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存起來的一種裝置，它是由蓄熱器本體和控制蒸汽進出自動調(diào)節(jié)閥兩個主要部分組成的。蓄熱器的原理是以熱水為介質(zhì)來儲存熱能的壓力容器。在用氣負荷有波動的情況下，利用蓄熱器充熱和放熱作用，調(diào)節(jié)負荷需要，保持鍋爐穩(wěn)定運行，達到節(jié)約燃料，提高鍋爐效率的目的。

　　當(dāng)蒸汽使用量不大時，將剩余蒸汽以通過噴嘴進入容器，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，完成熱能的儲存。當(dāng)蒸汽使用量增大時，_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，蓄熱器單位容積所產(chǎn)生的蒸汽量_多，使用蓄熱器的經(jīng)濟效益_高。在采用蓄熱器時，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。對各種管道進行保溫，利用熱管換熱器、蒸汽蓄熱器等裝置進行節(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谩Ｖ灰嬲匾暷茉吹墓?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)濟的發(fā)展奠定堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。