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国际标准刊号:ISSN 1007-0079

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供热锅炉经济运行以及节能环保分析

 

随着经济的发展,城市建设步伐正逐步加大,相应地城市供热事业也得到较大的发展,供热锅炉房也由过去的小容量、分散型向大容量、集中或区域型发展。但是城市老城区的改造是比较困难的,原有分散锅炉房仍然占有很高的比例,这些锅炉房普遍存在锅炉容量较小、效率较低、浪费较大等情况。有的锅炉房整体热经济性能极差,1 蒸吨锅炉供热面积甚至不足5 000㎡,并且供热效果很不理想。因此,提高这部分锅炉房的整体热经济性能,节能降耗,是当前供热工作的一项重要课题。
所以针对这种现状现提出几项提高供热锅炉热经济性能的有效途径:(1)锅炉选型要适当 (2)加强锅炉的水处理工作,加强锅炉排污,尽量避免或减少水垢的形成(3)要根据实际需要热负荷情况适当调节锅炉的鼓、引风量,适当调节煤层厚度和炉排转速,炉膛过量空气系数最好保持在最佳值(手烧炉为1.4,机械层燃炉为1.3),要科学计算燃煤量。(4)加强锅炉维修,确保锅炉漏风较小。加强锅炉及管道的保温,保温材料要符合要求。调整燃烧,努力提高炉膛温度,最好使炉膛温度在900 ℃以上。另外,对于锅炉的排渣可以进行二次利用。(5)采用分层燃烧技术,使原煤在炉排上按照颗粒大小进行有序排列,分布比较均匀,在一定程度上可改善原煤的燃尽,燃料层燃烧比较均匀,不会发生偏火或断火,保证燃尽。(6)采用连续供暖或辅以间歇调节运行方式。(7)如存在“大马拉小车”现象,又不能更新主要设备,可对现有设备进行改造。(8)采用热平衡测试技术,彻底改变水力热力失调。(9)加强司炉人员的培训,不断提高其运行水平,使其能够将锅炉运行在最佳状态。(10)要逐步实现按热量收费,使用户能按各自需要设定温度,调动用户节能积极性。
能源,是国家生存和发展的命脉。由于人们过度开采和使用不可再生的能源( 传统煤、石油等) ,同时不注意由此造成的环境污染问题,能源危机逐步升级。供热锅炉房设备有很多是高耗能设备,节能的潜力是很大的。
在工业生产中,锅炉对能源的消耗很大,因此有效地降低锅炉能耗,在保证安全生产的前提下,进一步提高锅炉效率,减少热损失,实现能源的充分利用,使工业锅炉达到节能、降耗、减污的目标成为当务之急,而锅炉又是具有高温、高压的特种设备,必须在运行安全的前提下实现经济运行,节能降耗。
基于工业锅炉机组的热平衡分析, 锅炉输出热量为生产蒸汽的有效利用能量与运行过程中的各种热损失,热损失主要为以下几项: 机械未完全燃烧热损失, 排烟损失、散热损失,灰渣带走物理热损失及冷却热损失。工业生产中用热量随工况的变化而波动, 选择锅炉容量时应满足用热高峰时最大供热量,这就导致大部分锅炉在用热低峰期低负荷运行,造成燃料不完全燃烧及排烟热损失增大。因而工业锅炉的节能主要从燃料的充分燃烧,减少散热损失以及余热回收几个方面来实现:①合理选择炉型,优化供热方式;②提高燃烧效率;③能源的梯级利用;④应用热管技术回收余热。另外锅炉的运行也必须采取必要的措施保证,工业锅炉在运行过程中,承压部件长期受到高温高压的作用,因此如何防止事故的发生,对实现锅炉的安全运行十分重要:①定期检验, 消除隐患②加强锅炉运行管理这两项能起到较好的安全防护措施。
锅炉作为一次能源转化装置,它能否高效率地安全经济运行关系到国民经济的方方面面,因此各发达国家都十分重视锅炉技术的研发,包括设计、制造、控制等诸方面。从某种程度上来说,锅炉技术的高低反映了一个国家的工业化水平。我国是一个能耗大国,但锅炉制造技术、运行水平同发达国家相比还有一定的差距,因此,对锅炉技术包括锅炉控制技术的研究,具有重要的现实意义。锅炉控制特点:
1、控制系统复杂
在以工业锅炉为核心组成的热力系统中,各项技术指标都要求限定在一定范围内,系统规模很大,需要检测控制的参数繁多,如:温度、压力、流量、水位、烟气分析及汽水品质分析、各附机运行状态等。控制策略比较复杂,锅炉是典型的复杂热工设备,就其控制策略而言,主要包括主蒸汽温度控制、燃烧过程控制(包括:主蒸汽压力、炉膛温度、炉膛压力等子系统)、汽包水位控制等模拟量控制系统。同时针对众多的工艺系统设备还应设置复杂的顺序控制回路及热工保护措施,主要包括:锅炉燃烧系统各辅机的顺序、联锁控制,给水系统联锁控制以及锅炉蒸汽超压保护、汽包水位保护等。
2、控制系统要求高度安全性、可靠性、经济性
对于锅炉及其辅助设备组成的复杂的工艺系统,高温高压的参数,任何关键过程的失控都会造成重大的人员伤亡,重大设备的报废,因此控制系统应具有高度安全性、可靠性。在控制系统结构设计、设备选型以及控制策略组态等方面应具有完善的安全措施,同时在关键环节采用冗余设备,确保在一个设备或回路故障时,其他设备能正常工作。在控制策略方面,调节回路、联锁控制的设计应完善合理,在必要时应设置后备手操回路,确保在自动回路故障无法满足要求时,通过紧急手动干预,使系统安全停机,避免事故的发生。另外控制系统科学合理的控制策略组态及控制回路设计,不仅是安全性、可靠性的要求,也是控制精度、控制水平的保证。
把整个工艺系统控制在最佳状态运行,对锅炉组成的高能耗系统而言,是其经济运行的要求,也是评价控制系统优劣的主要指标。
3、控制系统运行环境恶劣
控制系统的现场环境非常复杂恶劣,主要是因为工艺系统的特点造成的。现场不仅有大量的煤、灰等粉尘,而且高温高压蒸汽管路,各种水、风、烟气管道纵横交错,因此控制系统应能承受高温、粉尘、潮湿、机械干扰以及各种各样的机械损伤等环境条件。另外,控制系统还应具有强抗干扰能力,以抵御现场高压电机、变频器、高频设备等造成的高压、高频干扰,确保信号传输、处理、控制等正常进行,满足可靠运行的要求。