燃气锅炉的节能降耗改造方案分析张海清

燃气锅炉的节能降耗改造方案分析张海清

机械工业第六设计研究院有限公司河南郑州450007

摘要:随着我国城市建设的迅速发展,国家“西气东输”,“川气东送”项目的落实,为锅炉的煤改气提供了优质,充分,廉价的气源。煤气锅炉具有燃烧充分,高热值,危险性低,无污染,价格有竞争力且供应有保障,环保的特点。燃煤锅炉改造成燃气锅炉是刻不容缓的,是大势所趋。

关键词:燃气锅炉;余热回收;半冷凝;节能降耗

1燃气锅炉的特点

1.1燃气锅炉的年燃料消耗量多于燃煤锅炉,但因为天然气的费用比煤低,两者热值也不同,天然气性价比高于煤。

1.2在运行成本方面,燃气锅炉不存在废气的排污、监测费用和脱硫的药剂、水的费用。在正常用水相同的情况下,燃气锅炉在洁净、防尘、除渣等辅助用水方面比燃煤锅炉节约,并且燃气锅炉的自动化程度高。燃气锅炉由于在使用辅助设备时比燃煤锅炉的机械设备少,导致所需人员就少,人工成本低。燃气锅炉耗电量低,节约生产用电费用。

1.3燃气锅炉房布置灵活,产生噪音低,同燃煤锅炉相比它无需储存原材料的空间,所以使用空间相对较少。

2当今燃气锅炉存在的问题

2.1气体燃烧不充分

燃气锅炉在正常运作下,绝大多数气体都能够彻底燃烧,燃烧损失相对较少。通常情况下,燃气锅炉中的天然气燃烧率在99%~99.5%之间,不完全燃烧率在0.5%~1%之间。由于还有些许气体无法燃烧,在不完全燃烧的情况,燃气锅炉的热损率就会大大增加。燃气锅炉与传统燃煤锅炉不同,燃气锅炉在不完全燃烧的情况下不会出现黑烟,加上很少单位配备烟气分析仪器,使得燃气锅炉是否完全燃烧很难用肉眼判断。

2.2散热损失

燃气锅炉的散热损失主要包含两大方面:一是锅炉设备散热损失问题;二是锅炉房其他附属设备或风道散热损失问题。其中,燃气锅炉自身的损失通常在1%~2%之间,并已计算在锅炉热效率中。针对这两种情况,其他设备的散热损失较小,中小型锅炉燃烧用空气取自锅炉内部,散热系统也能够提高锅炉内的空气温度。同时,锅炉辅助设备与管道散热也能够起到辅助取暖的作用。

2.3锅炉排烟热损失

在燃气锅炉运作中,影响排烟热损失的主要因素为排烟量与排烟温度。其中,排烟量越大、排烟温度越高,其热损失就越大。当排烟温度持续上升时,锅炉的功能效率会逐渐降低。经过有关检测表明,在当今燃气锅炉技术基础上,排烟问题每上升18℃就会降低锅炉1%的运作效率。因此,通过喷水等措施降排烟温度,以提高锅炉的运行效率。

2.4燃气锅炉排污热损失

通常情况下,燃气锅炉中的排污量越大、内部压力高,会提高热损量。如果燃气锅炉中没有设置余热回收装置,燃气锅炉的热损量会高达3%~5%之间。燃气锅炉内排污率每增加1%,天然气消耗即会提高0.3%~0.5%之间。可见,锅炉污水排放对热损量有着直接关系,会造成能源浪费过多。因此,必须要引起相关部门的注意与重视,并通过合理改造进行热损控制。其中,溶解固形物的硬度与含量,与燃气锅炉的排污量有着直接关系。

2.5凝结水热损与补水热损

水是燃气锅炉运作中不可或缺的能源。由于热网泄露、设施老化也会造成热损失,通过对燃气热水锅炉测试,在不同的供回水温度下,如果补水率降低1%,热损就会减少1.8%~4.5%之间。而对于燃气蒸汽锅炉,凝结冰回收率每降低10%,凝结冰热损率就会增加1%左右。

3针对以上问题的解决方案

3.1合理配置与运行燃烧器

排烟热损失是影响锅炉热效率的主要空气系数越大,烟气量增加的越多,其带走的热量也越多。据检测,在排烟温度为250℃时,过量空气系数增0.1%,锅炉热效率降低0.9%。因此,在保证锅炉燃烧效率的基础上,尽可能的缩小过量空气系数。在实际运行过程中,合理配置燃烧器,严格进行运行调试,使燃烧器与锅炉设备的结构特点、燃料的特性相匹配,以确保火焰充满炉胆,使燃料燃烧充分。

3.2降低锅炉排烟热损失

冷凝式锅炉指的是能够从锅炉排放的烟气中吸收水蒸气所含的汽化潜热的锅炉设备。常规的锅炉会将烟气中的大部分显热传递给水或蒸汽,冷凝式锅炉在将显热传递给水或蒸汽的同时,还能够吸收部分烟气中的水蒸气冷凝后释放的气化潜热。冷凝式锅炉与常规锅炉不同,必须具有冷凝式热交换受热面,采用高性能的保温外壳和密封材料。用低温水为锅炉排烟的温度降到烟气冷凝温度以下,使得烟气中呈现过热状态的水蒸气凝结成水,放出汽化潜热,收回这一部分热量利用锅炉。冷凝锅炉的整体效率可比传统的锅壳锅炉高出10%~17%,排烟温度可降至50℃~70℃。冷凝式锅炉既节省燃气,又可以除去烟气中的有害物质,回收可观的水量,具有节能、节水、绿色环保等特点。分离式烟气余热回收装置一般分为直接接触换热器和间接接触换热器。直接接触换热器是指采用水喷淋的方式与烟直接接触进行热质交换。此种方式的回收率较高,能够吸收烟气中大量的有害物质。这种回收方式同时存在一定缺陷,采用直接接触换热器回收的水质为酸性,在使用上受到限制;余热回收产生的热水在常规民用采暖锅炉房内难以利用,因此采暖锅炉房一般不采用此种方式。

3.3降低锅炉管道系统热损失

对热力管网的保温进行改造,将原有岩棉外缠玻璃布形式升级为岩棉外包铁皮,使管网的热损失降低,能源的综合利用率充分提高。同时,对软水箱进行保温处理,有效地提高软水箱的保温性能,降低了锅炉软化水的热量损失。

3.4降低排污热损失

为了提高锅炉的供热效率,降低排污引起的热损失就必然要降低排污率。将给水碱度控制在较低值,炉水碱度控制在较高值,排污便可降低到较小值。采用定期排污的方式,降低排污热损失。定期化验软化水、锅炉水的水质情况,从而保证锅炉给水水质合格。根据锅炉水碱度的大小及其变化规律,在低负荷、高汽压情况下排污。同时根据锅炉汽包内液面处水的含盐浓度调节控制排污阀,将排污量控制在最低限度,从而大大降低排污引起的热损失。

3.5降低锅炉房设备的电耗

降低锅炉房设备的电耗,从两方面入手:第一要做到设备的合理配置,坚决杜绝“大马拉小车”的现象;第二要采用新的技术。首先应对锅炉的运行情况进行分析,了解设备的性能特征,计算在一定的管网形式下泵、风机工作点的流量、扬程、功率以及效率,确定最优方案,做到合理配置。引进变频技术,使触点处于软启动状态,降低启动电流,减少对电网的冲击。通过变频器改变交流电的频率,调节水泵的转速及流量,从而能快速、及时、连续的补充系统在各个运行期内的漏水量,避免补水泵长期运行,有效减低能耗。

4结束语

半冷凝余热回收装置能充分回收利用天然气锅炉烟气余热(显热与潜热),达到节能减排目的。半冷凝余热回收器装置具造价低、安装使用方便以及自动控制运行等特点,投资短期内可回收。半冷凝余热回收装置在使用中也发现一些不足:烟气中CO2和SO2和冷凝水生成碳酸和微量硫酸,对冷凝水管道和换热气接水盘有一定的腐蚀作用,因此必须要定期进行检查更换。

参考文献:

[1]刘金刚.燃气锅炉改造的综合节能技术分析与应用科技资讯,2014

[2]周勇.燃气锅炉的节能降耗改造方案分析化工机械,2014

[3]赵川,张雅岚.燃气锅炉代替燃煤锅炉节能降耗情况分析资源节约与环保,2010

[4]史意,臧建彬,陆爱军.燃煤锅炉改造为燃气锅炉的节能分析节能,2010

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