【正文】 /年，年運行時間為7920 小時，每天平均耗煤量約為 噸 /天（ 24 小時）。不利于其燃燒，最終造成固體不完全燃燒熱損失 Q4 增大，大量未燃盡的焦炭成份隨爐渣一起排出爐外。因為送入爐膛內(nèi)的氧氣來自空氣中體積流量 21%的氧氣量，而體積流量占79%的氮氣在整個燃燒過程中是無用的，受熱后體積成倍膨脹吸收了大量有效熱量同時增加引風機的軸功率，消耗了大量電能，所以必須對送入鍋爐內(nèi)的空氣量進行有效控制。 綜上所述，企業(yè)的鍋爐改造勢在必行。 6 節(jié)能、環(huán)保工藝 改造 方案與設備 原始參數(shù) 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 471240 單臺，均值 3 鍋爐煙氣量 m3/h 32020 單臺，均值 4 排煙溫度 ℃ 160 5 SO2排放量 mg/Nm3 953 主要設計依據(jù) ① 廠家提供的原始資料； ② 鍋爐廠提供的鍋爐本體資料 ； ③《鍋爐房設計手冊》 ； ④《鍋爐房設計規(guī)范》 GB5004192； ⑤《鍋爐大氣污染物排放標準 》 GB1327191。使爐排上燃煤熱解氣化生成大量的一氧化碳、甲烷等可燃氣體在爐內(nèi)進行燃燒。 ② 燃料煤在燃燒過程中其火焰?zhèn)鳠徇^程中輻射換熱占有相當大的比例。焦炭在燃燒過程中因燃燒時間較長， 故所產(chǎn)生的吸附能力和時間均較長。新風入口設在鍋爐 房內(nèi)上部，可以有效回收鍋爐本體散熱熱量，降低鍋爐散熱熱損失Q5。在湍流狀態(tài)下，中心流速為平均流速的 倍。參見監(jiān)控系統(tǒng)結構示意圖（圖 5）。 圖 5控制系統(tǒng)示意圖 （ 2）系統(tǒng)控制策略 由低到高，可分為 4種控制策略。本系統(tǒng)不需要氧化鋯傳感器，而是采用“最佳風煤比自尋優(yōu)控制”方法得到風煤比，確保燃燒處于最佳狀態(tài)，不但降低了運行成本，而且大大提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。鼓風機、引風機各配臵一臺交流變頻器，以實現(xiàn)風量的控制。 ? 現(xiàn)場控制層 該層以西門子 S7 系列可 編程控制器為核心，一方面通過 MPI 網(wǎng)與上位機通訊，接受上位機管理層的控制命令。 ? 當按下 “ 停止 ” 按鈕（鍵）后，先停鼓風機和爐排電動機，延時（可設定）后，再停引風機。當鍋爐的負荷變化時，所有的被調(diào)節(jié)量都會發(fā)生變化，當改變?nèi)我庖粋€調(diào)節(jié)量時，也會影響到其它被調(diào)節(jié)量。開始運行時，可根據(jù)經(jīng)驗設定風煤比，然后通過試風使耗煤量與鼓風量達到最佳風 煤比，使燃煤充分燃燒。三沖量為汽包液位、補水壓力、蒸汽流量。吸收塔底設有氧化裝臵，將不穩(wěn)定的 SO3氧化為穩(wěn)定的 SO4。 （ 2） 燃煤熱解氣化和湍流燃燒在原鍋爐內(nèi)完成，不需另設專門的煤的氣化發(fā)生爐，工藝流程簡單，施工安裝方便，節(jié)省初投資。 （ 7） 采用鍋爐風煤比自尋優(yōu)自動監(jiān)測控制技術，提高鍋爐燃燒系統(tǒng)運行可靠性，減輕操作人員的勞動強度，保證鍋爐在最佳工況條件下運行，節(jié)省電能。廠區(qū)北 鄰省道 322 線海感路段，距沈大高速公路、盤海營高速公路僅幾百米之遙，距沈陽 130 公里，距大連 270 公里，交通運輸十分便利。路東由北至南依次排列順序為染整二車間、庫房、涂層車間。永久煙囪，高度 45 米。廠區(qū)內(nèi)設有自備深井 3 眼，設有水泵房一座，建筑面積約 200 平方米，內(nèi)設常用水泵 3 臺，每臺供水能力 100m3/h，水壓 ，總供水能力 300m3/h。生產(chǎn)廢水主要是染整工序產(chǎn)生的廢水。 供熱 （ 1）鍋爐房 企業(yè)目前在廠區(qū)內(nèi)設有兩座鍋爐房，為生產(chǎn)、生活提供熱源 。 使用電壓為 380 伏和 220 伏。所有用電設備金屬外殼一律接地。 （ 1）印染廢水處理措施 企業(yè)目前生產(chǎn)產(chǎn)生的印染廢水量約 3000 噸 /日。吸收塔位于鼓風機正壓段，鼓風機送出煙氣進入噴射分配器以一定壓力進入吸收液內(nèi)，形成一定高度的噴射氣泡層，充分與吸收液接觸，煙氣中含有的 SO2被吸收，脫硫效率可達 95%以上，脫硫后的煙氣經(jīng)過雙級除霧器后進入煙囪排放到大氣中。 防范措施 主要生產(chǎn)廠房按丙（丁）類火災危險性場所考慮，采用鋼筋混凝土排架結構，按照《建筑設計防火規(guī)范》的要求設臵室內(nèi)消火栓，并設臵足夠的滅火器。 勞動安全衛(wèi)生 主要危害因素分析 企業(yè)目前生產(chǎn)過程中的主要危 害包括火災爆炸事故、機械傷害事故、觸電事故、墜落及碰撞事故等各種因素。企業(yè)采用的涂 層設備均為韓國或臺灣設備，為世界一流設備。 9 環(huán)境保護及勞動安全衛(wèi)生 環(huán)境保護 環(huán)境現(xiàn)狀 企業(yè)現(xiàn)有廠區(qū)位于海城市感王經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。變電所總供電能力3260kVA。內(nèi)設 300 萬 kcal/h 導熱油爐 2 臺， 160 萬 kcal/h 導熱油爐 1 臺，總供熱能力為 760 萬 kcal/h。 生活污水經(jīng)化糞池沉降處理后排入廠區(qū)排水管網(wǎng)。廠區(qū)消防給水管網(wǎng)成環(huán)狀布臵，消防給水管道采用焊接鋼管，直埋敷設，主干管管徑 DN150。 8 公用工程 概述 本項目為海城市海豐印染有限公司技術改造項目，主要是針對鍋爐系統(tǒng)進行節(jié)能、環(huán)保的專項技術改造，在企業(yè)的現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)實施。因本次改造在現(xiàn)有廠房內(nèi)進行，其它道路、排水系統(tǒng)等維持現(xiàn)狀，不再新建。 廠前區(qū)由辦公樓、職工宿舍樓、門衛(wèi)、綠地組成，位于廠區(qū)的北側。 本方案具有明顯的節(jié)能、降耗、減污、增效綜合效果，具有環(huán)保和經(jīng)濟雙重 效益。冷渣器，高效旋流換熱裝臵、控制柜均由工廠加工制造，現(xiàn)場施工安裝快捷。 （ 3）自動化控制 因為工廠內(nèi)廢水 PH在 9～ 13 范圍內(nèi)波動，為確保吸收塔的設計能力、減少水泵的無用功，控制采用 PID 控制理論設計，即通過改變水 泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié) 系統(tǒng)出口 PH 值，使 PH 值保持在設定 PH值范圍內(nèi)。 圖 7液位自動控制原理圖 PID 給水閥 汽包 汽包液位 蒸汽流量 給水流量 + 液位給定 + （ 7） 系統(tǒng)可靠性分析 采用先進的自動控制后，各種外部因素都在可以控制的范圍內(nèi)，可以對這些因素進行分析計算，得出一種最佳的控制方式，蒸汽鍋爐可靠地運行；采用自動控制后，鍋爐正常運行過程中，人為的因素降 低，那些由于人為因素而出現(xiàn)的情況也就減少，鍋爐運行的可靠性提高。負壓過大，增加引風機的電耗和煙氣帶走的熱量損失。蒸汽壓力的設定值與 消耗熱量的變化相關。 ? 當按下 “ 壓火 ” 按鈕（鍵）后，首先爐排電機停止運行，然后鼓風機轉(zhuǎn)數(shù)降到最低 （可設定），經(jīng)延時（可設定）后，引風機電機轉(zhuǎn)數(shù) 也降到最低（可設定）。變送器將采集的溫度、壓力等物理量轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號并傳送 PLC 進行數(shù)據(jù)處理。 原有人工控制系統(tǒng)均予保留，一旦計算機控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可手動轉(zhuǎn)為原有控制系統(tǒng)。鍋爐安裝設 計時，配套電機都有部分余量。 ④自動控制系統(tǒng)全面投入的運行方式：上位機投入閉環(huán)運行方式 ，高級控制策略投入使用 ， 整個控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行 ， 保持系統(tǒng)運行在最佳工況。 蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，其控制的目標是控制鍋爐燃燒過程的蒸汽壓力、爐膛溫度、爐膛負壓等參數(shù)，該系統(tǒng)可對鍋爐燃燒運行過程進行實時監(jiān)測及燃燒運行工況控制 ， 采 用最佳風煤比自學習系統(tǒng)和風煤比在線自尋優(yōu)策略 ， 使鍋爐燃燒工況良好，保證設備運行安全，滿足用戶的供熱要求。同時管壁介子流速的使用壽命，降低了換熱單元的材質(zhì)的耐熱性能要求，產(chǎn)品成本降低。 本技術通過在換熱單元管中裝入旋流組件，而使管內(nèi)介子旋流貼壁流動。根據(jù)化學動力學的新理論，這些具有富裕能量的顆粒分子與爐膛內(nèi)普通分子相碰撞的時候，即將其多余的能量轉(zhuǎn)移給普通分子而使其活化，或者與其發(fā)生反應。因焦炭中含可燃質(zhì)的質(zhì)量占總煤質(zhì)量的 55～97%，所以焦炭的燃燒是煤的燃燒各階段中最長的階段?；鹧娈a(chǎn)生“褶皺”后在波峰處氣流速度下降，壓力升高，向波谷方向壓縮，而波谷的流速加快，壓力下降 （見圖 3）。 3） 采用鍋爐燃煤風煤比自尋優(yōu)監(jiān)測控制技術。 3） 節(jié)能量 計算 現(xiàn)對廠內(nèi)六臺鍋爐平均參數(shù)進行 計算 。鼓風量、引風量的調(diào)節(jié)采用改變電動風門的開度來實現(xiàn)；鍋爐汽包液位采用液位調(diào)節(jié)器控制。 固體未完全燃燒熱損失（ ）灰渣物理熱損失（ ）散熱損失（ ）排煙熱損失（ ）氣體未完全燃燒熱損失（ ）鍋爐有效利用的熱量（ ）輸入鍋爐的熱量（ ）1 鏈 條爐排 2 爐 膛 3 水冷壁 4 下 降管 5 鍋 筒 6 凝渣管 7 過 熱器 8 省 煤器 9 空氣預熱器 10 煙 囪 11 預 熱空氣的循環(huán)熱流、大大η = △ η = η η =≤ 圖 1鍋爐熱平衡圖 綜上分析，造成鍋爐系統(tǒng)熱效率降低的主要原因是固體燃燒熱損失Q4 和排煙熱損 Q2 較大。鍋爐爐排上燃煤前段火焰較高，中后段火焰較低，整個爐排上燃煤燃燒不均勻。另一臺鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙氣經(jīng)省煤器換熱降溫后，進入水膜式除塵器凈化后由引風機經(jīng)煙道送入煙囪高空排放。 我國燃煤工業(yè)鍋爐改造的總體目標是：到“十一五”末期，燃煤工業(yè)鍋爐效率平均提高 5 個百分點，節(jié)煤 2500 萬噸。紡織印染節(jié)能減排面臨越來越嚴峻的 形勢。 其中 印染行業(yè)：單位產(chǎn)值的污水排放量比 2020 年降低 22%，萬元產(chǎn)值耗電比 2020 年降低 10~15%。 2020 年我國印染企業(yè)的虧損減少，就業(yè)增加，規(guī)模以上印染企業(yè)戶數(shù) 達 1948 家，同比增加 %；虧損戶數(shù) 348 家，虧損面達到 %； 虧損總額為 億元，同比下降 %；就業(yè)人數(shù) 萬人，同比增加 %；規(guī)模以上印染企業(yè)工業(yè) 產(chǎn)量 億米， 總產(chǎn)值 億元，同比增長 %；銷售收入 億元，同比增長 %；出口交貨值 億元，同比增長 %；利潤總額 億元，同比增長 %。 2020 年通過了 IS014001 國際環(huán)境管理體系認證。 企業(yè) 現(xiàn) 有員工 500 人， 其中 工程技術人員 45 人。 改造后 企業(yè)年可實現(xiàn) 節(jié) 煤 噸 ， 節(jié)電 848232kWh，合計 折標煤 噸 ； 減排二氧化硫 噸 。 受 海城市海豐印染有限公司 的委托，遼寧建設咨詢公司為其編制本項目可行性研究報告。國家發(fā)改委在節(jié)能規(guī)劃中提出十大節(jié)能工程，全國開展了千家企業(yè)節(jié)能計劃，家用電器和一般電器實施標準、標識制度，國務院批復了“十一五”期間各地區(qū)單位生產(chǎn)總值能源消 耗降低指標計劃。因此在我國的《十一五規(guī)劃綱要》提出：“到 2020 年實現(xiàn)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比 2020 年翻一番；資源利用效率顯著提高，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗降低 20%左右。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。 廠房及公用設施等利用現(xiàn)有條件。 公司始建于 1993 年，注冊資本為 6000 萬元。 整體達到九十年代 末國際先進水平。 3 建設的必要性 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。 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%。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。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%。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。鍋爐、導油爐的引風機、鼓風機未設變頻裝臵。 ③ 鍋爐本體受熱面積中，輻射為 ， 對流為 204 m2，省煤器174m2。保證其值與燃煤燃燒時所需要最佳匹配的氧氣量一致。 4 生產(chǎn)綱領與節(jié)能、環(huán)保效益 生產(chǎn)綱領 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。 主要設計指標 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。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區(qū)變得很寬，燃燒反應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 的燃燒反應區(qū)時就被完全燃燒、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，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。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，或被化學吸附。高溫煙氣經(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吸收降低了排煙熱損失