【正文】 0 年 GDP 單位能耗下降 %，近幾年來首次實現(xiàn) 了 GDP 單位能耗下降，但是未能完成計劃指標。為了使企業(yè)的生產(chǎn)能耗降下來，企業(yè) 邀請 鞍山永新環(huán)境工程有限公司 為公司鍋爐的運行進行診斷 ， 并提出了改造方案。 編制依據(jù) （ 1） 海城市海豐印染有限公司 委托遼寧建設(shè)咨詢公司編制項目 可行性研究 報告 的合同； （ 2） 海城市海豐印染有限公司 提供的有關(guān)基礎(chǔ)資料 ； （ 3） 鞍山永新環(huán)境工程有限公司 編制的鍋爐系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保專項技術(shù)改造項目可行性研究報告 。 廠房及公用設(shè)施等利用現(xiàn)有條件。 （ 5）項目投資 項目 上報 總投資估算值為 1484 萬元 ，全部為建設(shè)投資 。 公司始建于 1993 年，注冊資本為 6000 萬元。 截止 2020 年 12 月 末， 企業(yè) 擁有總資產(chǎn) 25303 萬 元， 其中 固定資產(chǎn)原值 21561 萬元 ，凈值 14630 萬元 ，負債合計 4575 萬元 ，資產(chǎn)負債率%。 整體達到九十年代 末國際先進水平。企業(yè)先后獲得了“遼寧省明星鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)”、“遼寧省綜合實力百強私營企業(yè)”，企業(yè)染整系列高檔服裝面料“亞比”牌被評為“遼寧省著名商標”，2020 年企業(yè)被評為“鞍山市高新技術(shù)企業(yè)”稱號。 3 建設(shè)的必要性 我國印染 行業(yè) 的發(fā)展 “十五”期間中國印染行業(yè)取得巨大的進步，印染水平有了明顯的提高，國內(nèi)國際競爭力上升到了一個新的水平。 2020 年我國累計生產(chǎn)各類印染布 億米，同比增長 %。 紡織行業(yè)節(jié)能形勢 根據(jù)發(fā)改委編制的 《紡織工業(yè)“十一五”發(fā)展綱要》 ， “十一五” 我國 紡織工業(yè) 要達到以下 節(jié)能降耗指標： 節(jié)能指標：噸纖維耗電量比 2020 年降低 10%。 近幾年紡織行業(yè)通過加強管理、加強技術(shù)改造和創(chuàng)新、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，節(jié)能減排取得了積極的進展。從每個企業(yè)單體來說能源消耗不大，但從行業(yè)整體來講，由于企業(yè)數(shù)量多，行業(yè)整體能耗總量較大。 中國紡織工業(yè)協(xié)會 正 在各類分行業(yè)中開展節(jié)能、降耗、減輕環(huán)境負擔為目的各項工作。我國在用工業(yè)鍋爐單臺平均容量為 蒸噸 /小時，其中 2～ 10 蒸噸 /小時的鍋爐占 75%。采用系統(tǒng)配套技術(shù)，對在用燃燒鍋爐房進行系統(tǒng)改造，重點解決現(xiàn)有容量 4～ 20 蒸噸 /小時鍋爐能效低、運行管理水平差、污染嚴重等問題。鍋爐用煤通過人工小車由煤場拉至鍋爐上煤斗，由上煤斗送入鍋爐參加燃燒。軟化水由水泵從軟化水箱分別送至鍋爐汽包內(nèi)，鍋爐生產(chǎn)出的蒸汽分別送至氣缸間，通過分汽缸將蒸汽分別送至生產(chǎn)工藝過程中用汽接點。鍋爐、導(dǎo)油爐的引風(fēng)機、鼓風(fēng)機未設(shè)變頻裝臵。鍋爐外排渣中含有大量未燃盡的焦炭狀炭粒。 ③ 鍋爐本體受熱面積中，輻射為 ， 對流為 204 m2，省煤器174m2。影響氣體未完燃燒和固體未完全燃燒熱損失的主要因素有燃料性質(zhì)、燃燒方式爐排結(jié)構(gòu)、爐膛過量空氣系數(shù)、爐內(nèi)溫度和爐內(nèi)空氣動力工況等。保證其值與燃煤燃燒時所需要最佳匹配的氧氣量一致。現(xiàn)有控制系統(tǒng)對爐膛負壓力、排煙溫度、補水溫度、鼓風(fēng)溫度等，具有檢測顯示功能但儀表已經(jīng)失效，同時沒有參加系統(tǒng)自動控制。 4 生產(chǎn)綱領(lǐng)與節(jié)能、環(huán)保效益 生產(chǎn)綱領(lǐng) 本項目主要是節(jié)能環(huán)保專項改造，企業(yè)現(xiàn)有 5000 萬米印染生產(chǎn)能力不變。 ① 鍋爐年 節(jié) 煤量 ? B=55812t/年 ? 綜合節(jié)煤率： 22% ? 年節(jié)煤量： BJ=55812t/年 22%=， 折標煤 t/年 ② 鍋爐配風(fēng)系統(tǒng)年 節(jié) 電量 電力需用系數(shù)按 計算 。 主要設(shè)計指標 序號 項 目 單位 數(shù)值 備注 1 鍋爐耗煤量 t/h 單臺，均值 2 鍋爐耗電量 Kwh 329868 單臺，均值 3 鍋爐煙氣量 m3/h 29100 單臺，均值 4 排煙溫度 ℃ 90 5 SO2排放量 mg/Nm3 544 6 脫硫率 % 85 工藝 改造 方案 節(jié)能工藝 改造 方案 本方案 將采用三項節(jié)能改造技術(shù)。以下對 各項技術(shù)具體描述。氣化劑形成的橫向氣流，使燃燒火焰產(chǎn)生湍流擾動作用，橫向進入爐膛的氣化劑氣體所行成的射流不斷卷吸火焰上部的可燃氣體，燃燒火焰前沿被脈動撕碎，使燃燒火焰前沿反應(yīng)區(qū)變得很寬，燃燒反應(yīng)表面得到很大的增加從而激發(fā)比層流燃燒強度大幾十倍的燃燒強度，可燃物通過這樣一個較寬 的燃燒反應(yīng)區(qū)時就被完全燃燒、放出熱能。 圖 3氣化湍流燃燒原理圖 這種火焰波浪褶皺特性在爐膛內(nèi)將被傳遞放大，火焰波峰更加突出，而波谷更加下陷，最終導(dǎo)致火焰峰面本身破裂，使氣流擾動增強，火焰峰面表面積大大增加，使燃燒火焰前沿反應(yīng)區(qū)變得很亮，燃燒反應(yīng)表面積增大，使燃燒反應(yīng)速率比其可燃氣體和燃燒產(chǎn)物的混合速度快得多，即火焰折皺到哪里燃燒就到哪里，使具備著火條件的爐內(nèi)可燃物充分燃盡，放出熱能?；鹧鏌彷椥再|(zhì)主要與介質(zhì)的吸收和散射能力有關(guān)，在燃燒室中輻射介子主要是氣相、顆粒相、非發(fā)光和發(fā)光顆粒。焦炭燃燒的非均相過程中有一個吸附過程，也就是物質(zhì)在相界表面上濃度自動發(fā)生變化的現(xiàn)象，一種物質(zhì)的原子或分子附著在另一種物質(zhì)的表面上。當氣化劑氣體橫向進入爐膛在脈動作用下，各種尺寸的顆粒相互作用而形成湍流擴散，當燃燒層中焦炭相遇時或被物理吸附，或被化學(xué)吸附。按照燃燒鏈的反應(yīng)理論，這些由單 元反應(yīng)所產(chǎn)生的活化分子過程即 為鏈的傳遞過程，促使燃燒反應(yīng)連續(xù)進行，強化了燃燒。高溫?zé)煔饨?jīng)高效旋流煙氣余熱回收裝臵傳質(zhì)換熱后，放出熱能、降低溫度進入沖擊式脫硫裝臵后，更利于煙氣中二氧化硫的吸收，提高脫硫效率，而放出的熱能被新風(fēng)吸收降低了排煙熱損失 Q2，升溫后的新風(fēng)送入爐膛后，更利于燃煤燃燒。如圖 4 所示。而在旋流貼壁流型工況時，管內(nèi)介子流速分布則相反，管中心介子流速較低，而貼壁介子流速反而增高，有利地減薄和破壞管壁介子的附面層，使管內(nèi)介子流體的動能得到了充分利用，傳熱效率得以提高。 高效旋流換熱裝臵實測數(shù)據(jù)：當煙氣溫度為 680℃時，空氣預(yù)熱溫 度達到 390℃，傳熱系數(shù)為 43 W/m2℃。該系統(tǒng)除了可對鍋爐系統(tǒng)進行實時監(jiān)測及燃燒控制外 ， 還采用了最佳風(fēng)煤比自學(xué)習(xí)系統(tǒng)和風(fēng)煤比在 線自尋優(yōu)策略 ， 維持鍋爐在最佳工況狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。 蒸汽壓力、爐膛溫度、爐膛負壓 的調(diào)節(jié)主要靠燃燒控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。 ①鍋爐原有操作系統(tǒng) ： 此時控制系統(tǒng)不投入 ， 不影響鍋爐的正常運轉(zhuǎn)。 （ 3）最佳風(fēng)煤比自尋優(yōu)策略 ①最佳風(fēng)煤比自尋優(yōu)控制原理 鍋爐燃燒系統(tǒng)具有時變、多干擾、強耦合、非線性、大滯后等特點，在線修改風(fēng)煤比的合理配比是優(yōu)化燃 燒的關(guān)鍵，最佳風(fēng)煤比自尋優(yōu)控制的設(shè)計思想是：如果上步鼓風(fēng)機風(fēng)量變化正向，本步爐膛溫度信號變化為正向，說明此刻鍋爐為欠氧燃燒，則下步鼓風(fēng)機風(fēng)量變化為正向；如果上步鼓風(fēng)機風(fēng)量變化正向，本步爐膛溫度信號變化為反向，說明此刻鍋爐為過氧燃燒，則下步鼓風(fēng)機風(fēng)量變化為反向；直到本步爐膛溫度信號保持不變（爐膛溫度信號相對穩(wěn)定）則說明風(fēng)與煤的配比已達到最佳風(fēng)煤比狀態(tài)。 （ 4）變頻器的節(jié)能作用 根據(jù)流體力學(xué)和風(fēng)機、泵的工作模型，電機在不同情況下的轉(zhuǎn)速比與輔機的流量比、揚程比、輸出功率比有一定的關(guān)系。由于引風(fēng)機、鼓風(fēng)機都配套較大容量的電機，在運行過程中勢必造成無效電能的損耗。更換爐排的電磁調(diào)速電機控制器，以實現(xiàn)爐排轉(zhuǎn)速自動控制。 本系統(tǒng)采用集中控制，分為三層。另一方面分別對鼓、引風(fēng)機、爐排電機等進行啟?？刂坪碗姍C轉(zhuǎn)速設(shè)定。 （ 6） 最佳風(fēng)煤比自尋優(yōu)控制系統(tǒng)的實現(xiàn) ①基本控制 在操作臺或 觸摸屏 上，可以進行 “ 啟動 ” 、 “ 停止 ” 、 “ 手動 ” 、“ 自動 ” 、 “ 壓火 ” 等操作。 ? 當按下 “ 手動 ” 按鈕（鍵）后，系統(tǒng)即進入手動操作狀態(tài)，可以手動的調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機、爐排、引風(fēng)機的電機轉(zhuǎn)數(shù)，控制補水泵的啟動 /停止。 無論在何種操作模式，在上位機都可以顯示各個設(shè)備、各種檢測儀表的數(shù)據(jù)。 鍋爐燃燒過程自動控制的基本任務(wù)是使燃料燃燒所提供的熱量適應(yīng)負荷的需要，同 時還要保證鍋爐安全經(jīng)濟運行。以蒸汽壓力為信號，改變?nèi)济毫考礌t排轉(zhuǎn)速或煤閘板高度，讓蒸汽壓力與設(shè)定值一致。 ? 調(diào)節(jié)引風(fēng)量，保持爐膛壓力在一定的負壓范圍內(nèi)。本系統(tǒng)根據(jù)鼓風(fēng)量的變化，對引風(fēng)量進行前饋控制。 液位自動控制的主信號為液位壓 差變送器輸出信號。 以上三項節(jié)能改造技術(shù)實施 后，企業(yè)的綜合節(jié)能率可達到 22%。吸收液以工廠生產(chǎn)的堿性廢水取代常規(guī)的石灰石漿液，堿性廢水 PH 值在 9～ 13 之間，廢水用量為40m3/h，從廢水池內(nèi)用泵送至吸收塔內(nèi)，反應(yīng)后的含 SO4中性廢水在返回廢水池內(nèi)，減少了中和處理的酸液。 通過 PH 值得設(shè)定值與采集到的出口 PH值實時數(shù)據(jù)，通過 PID 算法將出口 PH控制在設(shè)定 PH 值附近，并同入口處 PH 值得變化，對水泵轉(zhuǎn)速進行前饋控制，從而確定水泵的轉(zhuǎn)速，以保證出口 PH值。 （ 3） 燃煤熱解氣化湍流燃燒，變?nèi)济汗腆w過氧直接燃燒為燃煤饋氧還原氣化氣體燃燒，燃燒效率增高，節(jié)煤效果顯著平均節(jié)煤率大于20%。 （ 5） 燃煤熱解氣化湍流燃燒技術(shù)，在 總耗煤量減少的前提下，實PID 水泵轉(zhuǎn)速 脫硫系統(tǒng) 出口 PH值 蒸汽流量 入口 PH值 + 設(shè)定 PH值 + 現(xiàn)無煙化燃燒，燃燒污染物排放量大大減少。 （ 8） 新風(fēng)口設(shè)在鍋爐房內(nèi)上部，可以有效回收鍋爐爐體散熱熱能損失， 增加鍋爐房內(nèi)換氣次數(shù)，改善鍋爐房內(nèi)工作環(huán)境。是各類燃煤鍋爐、窖爐節(jié)能環(huán)保首選實用技術(shù)。 總平面布臵 本次改造在現(xiàn)有廠區(qū)進行，主要是利用現(xiàn)有條件和設(shè)施，以達到節(jié)能 減排降耗的目標。辦公樓前的三角地為綠地，布臵花卉、鋪設(shè)草坪，點綴小品等。 動力設(shè)施區(qū)全部安排在廠區(qū)的南端，有鍋爐房、油爐房、污水處理站、水泵房、地下水池等。 土建 本項目利用現(xiàn)有的兩個鍋爐房進行改造。內(nèi)設(shè) 10t/h 蒸汽鍋爐 3 臺。廠區(qū)內(nèi)各種公用工程設(shè)施齊全，經(jīng)核算，公用工程中給水、排水、采暖、供電等設(shè)施的能質(zhì)供應(yīng)能力均可以滿足本項目的使用需要，不需要進行改造。設(shè)有地下儲水池一座，儲水量 3000 立方米，供生產(chǎn)、生活和消防用水。廠房內(nèi)沿四周墻壁設(shè)臵室內(nèi)消火栓。 廠區(qū)內(nèi)設(shè)有完善的排水系統(tǒng)。 生產(chǎn)廢水收集后排至廠區(qū)污水處理站調(diào)節(jié)池，經(jīng)處理達標后排至廠區(qū)南面的解放河。 蒸汽鍋爐房 1 座，建筑面積 890 平方米，框架結(jié)構(gòu) ， 永久煙囪一座，高度 45 米。 （ 2）供熱方案 鍋爐房產(chǎn)生的蒸汽、導(dǎo)熱油通過蒸汽管道、導(dǎo)熱油管道經(jīng)架空敷設(shè)送至生產(chǎn)車間，供生產(chǎn)設(shè)備使用，管道外按規(guī)定鋪設(shè)一定厚度的保溫層。 （ 2）供電方案 廠區(qū)內(nèi)設(shè)有變電所一座 ， 為全廠供電。 廠區(qū)配電線路采用 1kV 電纜，直埋敷設(shè)。 （ 3）照明 廠區(qū)照明：沿廠區(qū)主干道設(shè)照明燈柱，照明燈具選用節(jié)能型燈具。廠區(qū)東側(cè)和西側(cè)均為織布廠，南側(cè)為耕地，北側(cè)為感王路及海富印染廠。廠區(qū)內(nèi)設(shè)有污水處理站一座，日處理能力為 4000 噸，可以滿足產(chǎn)生廢水量的處理需要，并留有一定余量。這些設(shè)備本身已考慮了二甲苯的回收與排放問題，采用活性炭吸附法回收二甲苯，設(shè)備排放廢氣指標符合我國的環(huán)保標準。吸收塔底設(shè)有氧化裝臵，將不穩(wěn)定的 SO3氧化為穩(wěn)定的 SO4。 火災(zāi)事故和爆炸事故均能造成較大的人員及財產(chǎn)損失。 為防止機械傷害及墜落、碰撞事故的發(fā)生，在設(shè)備的可動部件設(shè)臵必要的安全防護網(wǎng)罩；在生產(chǎn)場所的梯子、平臺及高處通道均設(shè)臵安全欄桿；在 地溝口、水井口設(shè)臵蓋板；在有危險的吊裝口、安裝孔等處設(shè)臵安全圍欄；在有危險的場所設(shè)臵相應(yīng)的安全標志及事故照明設(shè)。停電事故影響生產(chǎn)，甚至損壞設(shè)備。 （ 4）鍋爐爐渣 鍋爐爐渣堆放在露天渣場中，可作為制磚和鋪路的建筑材料，對外出售，綜合利用。 本項目針對鍋爐煙氣的脫硫系統(tǒng)進行了改造， 為鍋爐配備了先進的鼓泡式吸收塔。 （ 2）涂層工藝廢氣治理措施 涂層工藝所用化工原料為含二甲苯物質(zhì)，在工藝加熱時會有單體二甲苯溢出。 污染物及治理措施 企業(yè)目前生產(chǎn)產(chǎn)生的主要污染物有：印染廢水、涂層工藝廢氣、鍋爐煙塵、鍋爐爐渣。 辦公照明：辦公、休息區(qū)的照明采用高效節(jié)能熒光燈具，作業(yè)面照度不低于 300Lx。 配 電線路接地系統(tǒng)采用 TNCS接地系統(tǒng)，接地電阻不大于 10歐姆。變壓器室內(nèi)設(shè)有 4 臺變壓器，其中 1000kVA 變壓器 2 臺， 630kVA 變壓器 2 臺。 10kV 電源由海城市電業(yè)局感王經(jīng)濟開發(fā)區(qū)變電所供電，提供一條10kV 單回路架空線路，經(jīng) T 接后接入廠區(qū)變電所。 導(dǎo)熱油鍋爐房 1 座，建筑面積 640 平方米，框架結(jié)構(gòu)，鐵皮煙囪一根，高度 30 米。處理后的廢水水質(zhì)可以達到環(huán)保要求的排放標準。廠區(qū)排水管道為暗溝。 排水 企業(yè)目前排水 主要是生產(chǎn)廢水、生活污水及雨水。 消防給水系統(tǒng)采用高壓給水方式。 給水 企業(yè)目前生產(chǎn)、生活用水采用地下 水。內(nèi)設(shè) 300 萬 Kcal/h 導(dǎo)熱油鍋爐 2 臺， 160 萬 Kcal/h 鍋爐 1 臺。 蒸汽鍋爐房 1 座，長 米，寬 20 米，高 米，建筑面積 890 平方米，框架結(jié)構(gòu)。