锅炉该如何节能?
锅炉系统的能效与燃烧、热量、输送、可避免损失、辅助电耗、水质和排污等因素都具有很强的相关性有关。
针对锅炉系统的节能,常州行有嘉科技有限公司结合我们的众多节能实践经验以及借助我们数字化能效平台的功能,通过实时监测以及检查主要因素来展现锅炉系统的运行能效,通过一些列优化措施从而达到节能的目的。
锅炉系统1、烟囱温度
应尽可能降低堆叠温度。这在含硫量高的燃料中非常重要,因为低温会导致硫露点腐蚀。堆栈的温度大于200°C表明有回收余热的潜力。
2、使用省煤器预热给水
通常锅炉烟道出口的温度在200到300°C左右。因此,可以从这些气体中回收热量。锅炉烟气出口温度通常保持在至少200°C,使二氧化硫进入烟道气不会凝结,在传热表面造成腐蚀。当使用的燃料为清洁燃料时,如天然气、液化石油气或天然气油等,必须计算热回收的经济性,因为烟气温度可能低于200°C。节能潜力取决于所安装的锅炉类型和所使用的燃料。
3、燃烧空气预热
燃烧空气预热是预热的另一种选择。为了提高热量效率提高1%时,燃烧空气温度必须提高20℃。大多数天然气和石油锅炉厂使用的燃烧器不是为高空气预热温度而设计的。现代燃烧器可以承受更高的燃烧空气温度,因此可以考虑出口烟道中的热交换器作为省煤器的替代。
4、减少不完全燃烧
不完全燃烧可能由空气不足或燃料过剩或质量差引起的燃烧不充分。它通常从颜色或烟味上很明显,必须立即加以纠正。
在燃油和燃气系统的情况下,CO或烟雾(只适用于燃油系统)与过量空气正常或过高表明燃烧器系统有问题。造成燃烧不完全的一个更常见的原因是燃烧器处燃料和空气的混合不好。
煤燃烧时,未燃烧的碳会构成很大的损失。它发生在沙砾遗留或灰中,可能超过提供给锅炉的热量的2%。不均匀的燃料大小是不完全燃烧的原因之一。在链条炉排中,大块状的不会完全燃烧完,而小块和细颗粒可能会堵塞空气通道,因此造成气流组织不良。
切向燃烧示意图5、 过量空气控制
表2.4给出了各种燃料燃烧所需的理论空气量。在所有实际情况下,都需要过量的空气,以确保完全燃烧,以允许燃烧的正常变化,并确保某些燃料的良好的堆栈条件。当不完全燃烧损失和烟气中热量损失之和最小时,也就意味着锅炉效率中最佳的过量空气量。这个水平随加热炉设计、燃烧器类型、燃料和工艺变量而变化。它可以由用不同的空燃比进行试验。
理论燃烧数据不同燃料的过剩空气水平6、 辐射和对流热损失
壳式锅炉的外表面比周围环境要热。这样表面的热量散失取决于表面积和温差在表面和周围环境之间。锅炉壳的热损失通常是一个固定的能量损失,与锅炉的出力无关。在现代锅炉设计中,这可能只占总热量的1.5%左右,但如果锅炉的运行速度只有25%,则会增加到6%左右。这种情况下维修或加强隔热层可以减少通过锅炉壁和管道的热量损失。
7、自动泄压控制
不受控制的连续排污非常浪费。可安装自动排污控制和感应装置,并对锅炉水的导电性和ph值进行监测。
8、 减少结垢和烟尘损失
在燃油和燃煤锅炉中,管道上积聚的烟灰起到了防止传热的绝缘体作用。但是这些烟灰也必须要定期清理。升高的堆栈温度可能表明过多的烟尘积聚。同样也更容易发生水垢结节,在正常过量空气下出口气体温度高表明传热性能差。这种情况可能是由气侧或水侧沉积物的逐渐积累引起的。据估计,每增加22°C的烟囱温度,效率就会损失1%。烟囱温度应定期检查和记录,作为烟灰的厚度指标。当烟气温度上升约20°C之后也就意味着是时候清除煤烟沉积物了。因此,建议安装一个在烟囱底部的表盘式温度计,用于监测废气温度。据估计,3毫米的烟灰会导致燃料消耗增加2.5%。
9、锅炉蒸汽压力降低
降低锅炉蒸汽压力是一种有效减少燃料浪费的方法,最多可减少1%到2%。较低的蒸汽压力使饱和蒸汽温度较低,并且没有堆栈热回收时,烟气温度也有类似的降低结果。
蒸汽产生的压力通常由最高的压力/温度决定,特定过程的需求。在某些情况下,这个过程并不是一直在运行,锅炉压力有时是可以降低的。
10、风扇、鼓风机和泵的变频变速控制
变速控制是实现节能的重要手段。一般来说,燃烧空气的控制是由安装在强制和引风机上的节流阻尼器来实现的。虽然阻尼器是简单的控制手段,但他们缺乏准确性,正常来说只能设定上下限值。一般来说,如果锅炉的负荷特性是变量时,应评估用VSD替换阻尼器的可能性。
11、 锅炉负荷对效率的影响
锅炉的最大效率不是发生在满负荷时,而是在大约三分之二时满载。如果锅炉的负荷进一步降低,效率也有下降的趋势。在零输出,锅炉的效率为零,任何燃烧的燃料都只是用来弥补损失。
影响锅炉效率的因素有:
•当负荷下降时,通过管道的烟气质量流量值也随之下降。在相同换热面积下,流量的降低,使出口烟气温度略有降低,减少了热损失。
•在一半负荷以下,大多数燃烧器具需要更多的过量空气来使燃烧燃料完全。一般来说,锅炉的效率在额定负荷的25%以下会显著降低,所以应尽量避免运行低于此水平。
12、合适的锅炉调度
由于锅炉的最佳效率发生在满载的65-85%,所以在较高的负荷下运行较少的锅炉,要比运行一个低负载时效率更高。
13、锅炉替代
更换锅炉的潜在节省取决于预期的整体变化效率。如果现有的锅炉是旧的和低效的,并且无法使用更便宜的替代燃料,亦或者根据目前的要求,尺寸过大或过小,那么在为理想负载条件设计的可行性研究应审查以及长期燃料供应确定后,根据公司发展计划可以替换更合适的锅炉。但这应该考虑所有的财务和工程因素。
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