【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 300 240 148 4 工質(zhì)進(jìn)口溫度 ℃ 257 257 352 192 168 30 5 工質(zhì)出口溫度 ℃ 257 385 450 257 192 141 6 煙氣流速 m/s 11 7 平均傳熱溫差 ℃ 689 507 272 198 89 105 8 傳熱系數(shù) W（ m2℃ ） 9 傳熱量（煙氣側(cè)） kJ/kg 鍋爐熱力性能 原鍋爐熱力計(jì)算數(shù)據(jù)如下： 表 53 現(xiàn)有鏈條爐鍋爐規(guī)范數(shù)據(jù) 序號(hào) 名稱 單位 數(shù)值 1 鍋爐額定蒸發(fā)量 t／ h 10 20 2 排煙溫度 ℃ 148 148 3 冷空氣溫 .度 ℃ 20 20 4 機(jī)械不完全燃燒損 火 % 8 8 5 排煙熱損火 % 6 化學(xué)不完全燃燒損失 % 1 1 7 散熱損火及灰渣熱損失 % 8 鍋爐熱效率 % 78 9 飽和蒸汽溫度 ℃ 194 204 10 給水溫度 ℃ 105 105 11 排污率 % 3 3 16 12 燃料量 kg／ h 13 計(jì)算燃料量 kg/h 14 爐膛容積 m3 15 輻射受熱面 m2 16 容積熱負(fù)荷 kJ／ m3h 17 輻射受 熱面熱負(fù)荷 kJ／ m2h 18 對(duì)流受熱面 m2 162 19 爐膛山口溫度 ℃ 963 118 （ 二 ）詳細(xì)的改造方案 項(xiàng)目計(jì)劃從“ 變頻 ”、“ 水 ” 、 “ 余熱 ” 、 “ 煤斗 ” 四個(gè)方面 對(duì)現(xiàn)有鍋爐 進(jìn)行改造 。詳細(xì)技術(shù)改造方案如下。 變頻改造 公司現(xiàn)使用的是 2 臺(tái) 10 噸和 1 臺(tái) 20 噸鍋爐，其中 風(fēng)機(jī)（鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)）和供水系統(tǒng)（給水泵、循環(huán)泵、蒸汽泵等）是鍋爐的主要耗能（電能）部分。 現(xiàn) 鍋爐給排風(fēng)和供水采用降壓?jiǎn)?dòng)、工頻恒速運(yùn)行的工作模式。不論是啟動(dòng)還是運(yùn)行過程，都存在大量的電能浪費(fèi)，并且由于風(fēng)機(jī)或水泵 長(zhǎng)期在工頻下工作，對(duì)其使用壽命也有影響。而采用變頻器調(diào)速控制后，不但能解決軟啟動(dòng)（啟動(dòng)電流小于額定電流），還能節(jié)約大量的電能。 （ 1） 鍋爐系統(tǒng)簡(jiǎn)介 圖 51 為鍋爐系統(tǒng)框圖 ，可見約 90%以上的用電量消耗在泵電機(jī)和風(fēng)機(jī)電機(jī)上。 17 圖 51 鍋爐系統(tǒng)框圖 公司鍋爐 給水控制是用接觸器控制電機(jī)的起停，從而保證鍋爐水位。當(dāng)鍋爐水位達(dá)到水位上限時(shí)，控制柜切斷給水泵電機(jī)的電源，給水泵停止工作。當(dāng)鍋爐水位下降到水位下限時(shí)，給水泵開始工作。給水泵的起動(dòng)采用 “Y△ ”轉(zhuǎn)換啟動(dòng) ， 給水泵起動(dòng)后一直在工頻下運(yùn)行，電機(jī)一般都處于滿負(fù)荷 狀態(tài)。特別是頻繁啟動(dòng)停止，一方面影響電機(jī)壽命，另一方面由于啟動(dòng)過程電流較大，電能損耗相對(duì)較多。 鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)（產(chǎn)生負(fù)壓用）也是 工作在 工頻恒速運(yùn)行模式下 。當(dāng)所需要的風(fēng)量較小時(shí)，減小風(fēng)門開度；當(dāng)需要風(fēng)量較大時(shí)，增大風(fēng)門開度，而電機(jī)一直處于滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，能量損耗較大。一般地，為了保證風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)安全可靠，風(fēng)門最大開度為 80%，而在工作過程，大部分時(shí)間內(nèi)風(fēng)門開度為 50～ 70%。可見，大量的電能被白白浪費(fèi)。 （ 2） 給供水系統(tǒng)變頻改造 （如圖 52 所示） 由水泵的工作原理可知流量與轉(zhuǎn)速 N 成正比，揚(yáng)程 H與轉(zhuǎn)速 N 18 的平方成 正比，軸功率 P 與轉(zhuǎn)速 N 三次方成正比，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率 F 成正比，因此改變電源頻率， 改變給水泵的轉(zhuǎn)速，可有效的減小水流量及節(jié)約電能 。 變頻器給水泵 鍋爐輸入電源操作器用于參數(shù)設(shè)置和壓力及故障信息監(jiān)視調(diào)節(jié)輸出頻率改變轉(zhuǎn)速改變壓力 遠(yuǎn)程壓力表 圖 52 給供水系統(tǒng)的變頻改造示意圖 因其鍋爐液位自控儀會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)水電動(dòng)閥的開度，故進(jìn)水管內(nèi)水壓會(huì)隨之變動(dòng)，再通過遠(yuǎn)程壓力表檢測(cè)壓力輸出模擬信號(hào)送至變頻器，作為變頻器 PID 控制的監(jiān)測(cè)值，確保改變頻率，降低給水泵轉(zhuǎn)速，使供水壓力恒定，再利用水位上限位控制其停止，從而達(dá)到節(jié)能之目的。 （ 3）風(fēng)機(jī)系統(tǒng) 變頻改造 鍋爐的鼓（引）風(fēng)機(jī)的風(fēng)量是經(jīng)常變動(dòng)的，由于汽量變化是經(jīng)常變化的，所 以風(fēng)量就需要經(jīng)常調(diào)節(jié) （ 閥門調(diào)節(jié) ） ，鍋爐的控制室到閥門的距離較遠(yuǎn)，操作十分不便，也不可能調(diào)節(jié)得當(dāng)，風(fēng)量調(diào)節(jié)過大，空氣含氧量超標(biāo)，浪費(fèi)了熱能，風(fēng)量調(diào)節(jié)過小，煤渣殘留碳份超標(biāo)又浪費(fèi)了煤，因此為了提高控制水平，保證空氣含氧量和煤渣 19 殘留的碳份達(dá)標(biāo)，必須對(duì)風(fēng)量進(jìn)行有效的調(diào)節(jié) 。（變頻改造如圖 53所示） 變頻器鼓風(fēng)機(jī)鍋爐輸入電源操作器壓力變送器變頻器引風(fēng)機(jī)輸入電源操作器檢測(cè)爐膛負(fù)壓 圖 53 風(fēng)機(jī)系統(tǒng) 變頻改造示意圖 鼓風(fēng)機(jī)變頻器采用人工控制，視狀況自行調(diào)節(jié)。引風(fēng)機(jī)部分采用壓力變送器采集爐膛負(fù)壓值，輸出模擬信號(hào)送至引風(fēng)機(jī)變頻器，調(diào)用變頻器內(nèi)置的 PID 調(diào)節(jié)器 ，自動(dòng)調(diào)整輸出頻率，控制引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，降低能 耗。 (4)變頻改造后的運(yùn)行流程 當(dāng)自動(dòng)變頻出現(xiàn)故障時(shí)，其變頻器將發(fā)出一個(gè)命令，此時(shí)旁路接觸器自動(dòng)吸全，節(jié)電接觸器斷開，系統(tǒng)由節(jié)能運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行。（ 工作流程示意圖如圖 54 所示 ） 20 傳感器 PID調(diào)節(jié) 變頻器 切換裝置電機(jī)信號(hào)給定 發(fā)送指令 故障信號(hào)自動(dòng)變頻運(yùn)行工頻運(yùn)行 圖 54 工藝流程圖 冷凝水回收 對(duì)于 公司 來說，蒸汽在用汽設(shè)備中被使用的實(shí)際上僅僅是其潛熱，蒸汽的顯熱 —— 冷凝水所具有的熱量幾乎全部被丟棄。這是因?yàn)橐岣哒羝褂迷O(shè)備的生產(chǎn)效率，即加熱效率，就必須盡快把傳熱效率低的冷凝水從蒸汽中排出去。蒸汽在各用汽設(shè)備中放出汽化潛熱后，變成同溫同壓下的飽和冷凝水，假如未受污染，冷凝水近于 純凈的蒸餾水，可以直接作為鍋爐給水。一般來說，飽和冷凝水平均具有蒸汽熱能的 20%左右，如不回收，不但損失熱能，將增加化學(xué)水處理費(fèi)用，增加鍋爐排污量及由此增加的熱損失，因此回收冷凝水是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施，近年來得到了越來越多的企業(yè)的重視。 （ 1） 冷凝水回收系統(tǒng) 由于飽和冷凝水在輸送過程中因壓降而存在閃蒸，形成一種汽液兩相流，并隨壓力和溫度改變而相互轉(zhuǎn)化，這使冷凝水回收利用存在一定的復(fù)雜性。在設(shè)計(jì)回收系統(tǒng)時(shí)，要對(duì)用汽設(shè)備的熱負(fù)荷進(jìn)行詳盡調(diào)查，完成從鍋爐 —蒸汽管網(wǎng) —用汽設(shè)備 —疏水系統(tǒng) —回收管網(wǎng) —回收泵站 —鍋爐的熱力循環(huán)系統(tǒng)的周密設(shè)計(jì)，保證熱力系統(tǒng) 21 近于完善的能源梯級(jí)利用程度。 （ 2） 冷凝水回收方法 ① 開 放 式回收 水溫降至普通水泵不產(chǎn)生汽蝕的溫度 75℃ 左右，飽和冷凝水在大氣壓下二次閃蒸，造成大量潛熱損失，能源利用率不足 60%。同時(shí)由于冷凝水與大氣的接觸，喪失了原先軟化處 理后的水質(zhì)條件。 ② 密 閉式回收 回收系統(tǒng)不與大氣接觸，減少跑、冒、滴、漏的熱損失和熱污染 ,冷凝水的回收溫度可達(dá) 100℃ 以上； 節(jié)水及水處理費(fèi)用。 節(jié)能 率達(dá)高達(dá) 20%以上。 假設(shè)使用 4t/h 的蒸汽鍋爐，設(shè)備使用蒸汽壓力為 10kg/cm2，密閉式回收冷凝水壓力 6kg/cm2，回收量 3t/h，其冷凝水回收價(jià)值每年超過 100 萬元。 （詳見表 54） 表 54 蒸汽冷 凝水回收效益分析表 項(xiàng)目 開放式回收 密閉式回收 單位 沒消失回收冷凝水量 3000 3000 Kg 回收的再生蒸汽量（ 1） 65 100 % = 每小時(shí)的實(shí)際回收量 2550 3000 Kg 每月運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)數(shù)（ 2） 352 352 H = 每月回收冷凝水量 897600 1056000 Kg 每 kg 所回收熱量（ 3） 10020 16520 Kcal/kg = 每月冷凝水回收熱量 71808000 153120200 Kcal 247。 鍋爐效率 80 80 % 22 項(xiàng)目 開放式回收 密閉式回收 單位 = 每月節(jié)省熱能 量 89760000 191400000 Kcal 247。 燃油發(fā)熱量（ 4） 10200 10200 Kcal/kg = 每月節(jié)省燃油量 8800 18765 Kg 燃油價(jià)格（ 5） 元 /kg = 每月節(jié)省燃料費(fèi)用 41888 89321 元 + 每月節(jié)省水費(fèi) （ 6） 2019 2376 元 + 每月節(jié)省軟水處理費(fèi)（ 7） 4488 5280 元 = 每月節(jié)省總費(fèi)用 48395 96977 元 = 每年節(jié)省總費(fèi)用 580740 1163724 元 通過比較，項(xiàng)目擬采用密 閉式 回收方法 對(duì)現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行改造 。 （ 3）密閉式冷凝水回收系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)處于高于大氣壓力的運(yùn)行狀態(tài)，因而明顯體現(xiàn)出了優(yōu)于開放式回收系統(tǒng)的節(jié)能效果和綜合效益。閃蒸損失的大大減少和冷凝水的及時(shí)輸送，使冷凝水本身的熱量得到比較充分的利用；冷凝水與空氣的隔離狀態(tài)使得水質(zhì)保持較好的軟化狀態(tài)，并使得回水管道和附件減輕腐蝕；系統(tǒng)的可靠運(yùn)行同時(shí)帶來整個(gè)供熱系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，既減少了熱排放的環(huán)境污染，也減少了鍋爐的負(fù)荷壓力。 蒸汽冷凝水經(jīng)疏水閥疏放，利用疏水閥余壓（背壓）將冷凝水輸送、匯集至集水罐；為保證系統(tǒng)的壓力平衡，用壓力調(diào)節(jié) 閥控制閃蒸汽，少量超壓的閃蒸汽引至軟水箱等處吸收，或作為低壓汽源再利用；冷凝水由回收裝置直接輸入鍋爐或除氧器等處回收利用，冷凝水的去向選擇由電磁閥控制。 從工藝上來說，密閉式冷凝水回收系統(tǒng)總體上由回收管網(wǎng)和回 23 收泵站兩部分組成。管網(wǎng)部分主要包含蒸汽疏水閥和回收管道；泵站部分主要包含集水罐、壓力調(diào)節(jié)閥、回收裝置、自力閥及必要的監(jiān)控閥門和儀表等。管網(wǎng)部分的主要作用是在保證不影響用汽設(shè)備的加熱工藝的前提下，阻止未冷凝放熱的蒸汽直接排出，而將其中的冷凝水及時(shí)地疏出，并輸送匯集至一定距離處；而泵站部分的主要作用則是將已 集中的冷凝水及時(shí)地進(jìn)一步輸送至合適的利用處，同時(shí)對(duì)閃蒸汽進(jìn)行控制和處理。 控制系統(tǒng)采用 可編程控制器控制。設(shè)置控制柜將差壓變送器的模擬信號(hào)送到 LOGO 可編程控制器控制水泵的啟動(dòng)或停止，集水罐水位過高 /過低和集水罐壓力過高報(bào)警等。該型號(hào)控制柜可以接受由差壓變送器送過來的模擬信號(hào) 1 路、液位繼電器檢測(cè)水位電極的開關(guān)信號(hào) 1（ 2）路、鍋爐的水位控制信號(hào) X路，集水罐水位過高和過低報(bào)警 2 路，集水罐壓力過高 1 路、報(bào)警試音、消音開關(guān)信號(hào)各 1路；由 LOGO 可編程控制器控制水泵的啟動(dòng)或停止 1（ 2）路、控制 1（ 2）路排氣報(bào)警燈。當(dāng)滿 水器沒有水時(shí)，繼電器控制指示燈報(bào)警，提醒進(jìn)行排氣，直至滿水器充滿水時(shí)報(bào)警結(jié)束。冷凝水匯集到集水罐后，當(dāng)水位達(dá)到 1泵啟動(dòng)水位時(shí)， 1泵啟動(dòng)，此時(shí)如果回水流量小于 1泵的流量，當(dāng)水位降低到 1泵停止水位時(shí)， 1泵停止；此時(shí)如果回水流量大于 1泵的流量，經(jīng)過時(shí)間 T后，水位沒有下降，則 2泵啟動(dòng)，這時(shí)水位下降，當(dāng)水位降低到 1泵停止水位時(shí)， 1和 2泵同時(shí)停止 。 鍋爐排煙余熱回收 24 公司現(xiàn)有鍋爐煙在煙道的溫度為 280℃ ， 鍋爐排煙溫度直接影響到鍋爐機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和尾部受熱面工作的安全性。選擇較低的排煙溫度可以降低鍋 爐的排煙損失，有利于提高鍋爐熱效率，節(jié)約能源及鍋爐運(yùn)行費(fèi)用。但排煙溫度降低卻使尾部受熱面中煙氣與工質(zhì)的傳熱溫壓減小，傳熱面積增大，金屬消耗和設(shè)備初投資增多。另外排煙溫度過低還會(huì)引起煙氣中硫酸蒸汽的凝結(jié)，使低溫受熱面腐蝕堵灰。所以 公司 鍋爐的排煙溫度 應(yīng)降到 1