【正文】 數(shù)為： 型號(hào)： JG35/ 排渣方式： 固態(tài)排渣 額定蒸發(fā)量： 35t/h 點(diǎn)火方式： 床下油點(diǎn)火 過(guò)熱蒸汽壓力： 數(shù)量： 1 臺(tái) 某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 16 過(guò)熱蒸汽溫度： 450 排煙溫度： 145 鍋爐熱效率： 88% 給水溫度： 104 燃燒系統(tǒng) 燃燒系統(tǒng) 根據(jù)本工程設(shè)計(jì)煤種，選用循環(huán)流化床鍋爐。 某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 15 綜上所述，本項(xiàng)目采用中溫中壓循環(huán)流化床鍋爐在技術(shù)上是合理的，在實(shí)踐上也是可行的。此外，具備生產(chǎn) 循環(huán)硫化床鍋爐能力的還有無(wú)錫鍋爐廠和濟(jì)南鍋爐廠等。 （ 5）綜合利用效果好 由于燃燒溫度低，灰渣不會(huì)軟化和粘結(jié)，燃燒的腐蝕作用比常規(guī)鍋爐小，此種灰渣可用作制造水泥的摻合料或其他建筑材料的原料。 （ 3） 燃燒熱強(qiáng)度大、床內(nèi)傳熱能力強(qiáng) 循環(huán)流化床鍋爐的爐膛容積熱負(fù)荷為 ，是煤粉爐的 811 倍，這就使循環(huán)硫化床鍋爐的爐膛截面和容積可小于同容量的鏈條爐、鼓泡床鍋爐甚至煤粉爐。 的生成與燃燒溫度和過(guò)量空氣等有直接關(guān)系，循環(huán)流化床鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的 遠(yuǎn)低于煤粉爐，其生成量?jī)H為煤粉燃燒的 1/31/4。 循環(huán)流化床鍋爐的技術(shù)特點(diǎn)： （ 1） 在燃燒過(guò)程中能有效控制 和 排放。 現(xiàn)有鍋爐使用的原煤年需用量為 68990 噸，由汽車運(yùn)到廠內(nèi)，煤質(zhì)情況見(jiàn)表 41 表 41 現(xiàn)有鍋爐煤質(zhì)成分 項(xiàng)目 符號(hào) 單位 數(shù)量 工 業(yè) 分 析 收到基水分 M % 收到基灰分 A % 揮發(fā)分 V % 收到底基位發(fā)熱量 Q KJ/kg 21040 元 素 分 析 碳 C % 氫 H % 氧 O % 氮 N % 全硫 S % 現(xiàn)有鍋爐存在問(wèn)題 首先公司現(xiàn)有鍋爐使用時(shí)間較長(zhǎng)，裝備水平差，煤燃燒效率低（ 60%），沒(méi)有脫硫設(shè)施，除塵設(shè)施落后（除塵率 95%），由此造成綜合能耗高，廢氣排放量大，造成嚴(yán)重的大氣污染，主要部件存在老化、效率低、維修量大、影響正常生產(chǎn)和潛在安全隱患等；供氣量嚴(yán)重不足，現(xiàn)有鍋爐按 100%產(chǎn)汽量計(jì)算，每小時(shí)產(chǎn)汽 42 噸，實(shí)際供汽量每小時(shí)不足 40 噸左右，由于供汽不足，嚴(yán)重影響了公司正常生產(chǎn)，因此，公司決定新增 1 臺(tái) 35t/h 中溫中壓循環(huán)流化床鍋爐，同時(shí)淘汰原有總計(jì) 42t/h 的 7 臺(tái)老式鍋爐。全廠 22 千瓦及以上電機(jī)容量 4863千瓦，目前企業(yè)正常生產(chǎn)耗電量為每噸產(chǎn)品平均耗電 620 千瓦時(shí)，企業(yè)目前年產(chǎn) 11萬(wàn)噸產(chǎn)品，年總耗電量為 6820 萬(wàn)千瓦時(shí)，經(jīng)過(guò)電機(jī)（ 45%的電機(jī)作改造）系統(tǒng)變頻改造后，改造部分耗電節(jié)省按 30%計(jì)。當(dāng)變頻器及 PLC 發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到原軟啟動(dòng)柜工頻電源運(yùn)行，以保證設(shè)備的正常工作。 設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)和加減速運(yùn)行時(shí)要求變頻器反應(yīng)快速，因此，我們選用 LG某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 10 變頻器。 （ 6）由于電機(jī)在高效率狀態(tài)下運(yùn)行，功率因數(shù)較高，降低了無(wú)功損耗，節(jié)約了大量電能； （ 7）保存原釋放閥系統(tǒng)，在必要時(shí)可參加調(diào)節(jié)，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。 （ 3）根據(jù)嚴(yán)格的 EMS 標(biāo)準(zhǔn)，高效的 PWM 變頻器使用高速低耗的 IGBT 降低諧波失真和電機(jī)的電能損失。 采用變頻控制系統(tǒng)所帶來(lái)的效果如下： （ 1）以變頻器調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整負(fù)荷，使電機(jī)輸出的功率與負(fù)荷需求基本上成正比關(guān)系，始終使電機(jī)高效率工作，以達(dá)到理想的節(jié)電效果。 我們采用具有矢量控制功能的 LG 變頻器，可使電機(jī)在低速時(shí)也能提供滿足負(fù)載需要的轉(zhuǎn)矩。 變頻控制節(jié)電改造 用調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法同樣可以調(diào)整供水壓力、風(fēng)機(jī)風(fēng)量等。變頻節(jié)電產(chǎn)品的核心部件 是變頻器，在當(dāng)前市場(chǎng)上無(wú)論是國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口變頻器中，其本身就具備了可編程控制器，檢測(cè)反饋信號(hào)通道，對(duì)負(fù)載電機(jī)的內(nèi)阻自測(cè)補(bǔ)償，遠(yuǎn)程控制通信 RS485 通道等重要功能，同時(shí)又具備過(guò)載、過(guò)流、短路、過(guò)壓、欠壓、軟啟動(dòng)等保護(hù)功能。變頻調(diào)速技術(shù)用于可變轉(zhuǎn)速的電機(jī)上，具有調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、運(yùn)行工藝安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低能耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。因此選擇對(duì)配電和電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)電改造，解決生產(chǎn)過(guò)程電耗高的問(wèn)題。某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 8 3 電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造 生產(chǎn)過(guò)程電耗高的主要原因 該廠電動(dòng)機(jī)負(fù)荷率低，經(jīng)常處于輕載或空載狀態(tài)，功率因數(shù)普遍不高，負(fù)荷率低，則功率因數(shù)愈低，無(wú)功功率相對(duì)于有功功率的百分比更大，顯著的浪費(fèi)電能，變壓器利用率低，用電電壓跌落嚴(yán)重。改造后紙機(jī)年總汽耗為 261800 噸。 年節(jié)汽量： 308000 噸 15%=46200 噸 年節(jié)能折標(biāo)煤： 46200 噸 =7036 噸 熱泵節(jié)汽改造后噸紙蒸汽消耗由原來(lái)的 噸降低到 噸，達(dá)到國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)水平。 （ 5） 蒸汽入口控制 在蒸汽入口的主干管上采用壓力指示控制裝置使熱力系統(tǒng)供汽壓力穩(wěn)定，并可以編制程序，進(jìn)行紙機(jī)開(kāi)車、停車及斷紙計(jì)算機(jī)或自動(dòng)化儀表控制。 （ 3） 壓差控制 由蒸汽壓力差值指示控制裝置以調(diào)節(jié)閥的型式控制 II 段、 III 段烘缸的排水壓差。 另外，熱泵供熱技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)如下調(diào)節(jié)自動(dòng)控制： （ 1） 成紙水分控制 干燥段熱泵供熱系統(tǒng)用于成品紙水分控制，由成品紙的含水量測(cè)值替代熱泵 2出口蒸汽壓力給定值，通過(guò)調(diào)節(jié)熱泵 3 的供出蒸汽壓力及供汽量實(shí)現(xiàn)成品紙的水分控制。壓力由控制器穩(wěn)定在 左右，冷凝水排到冷凝水箱，冷凝水由泵打回 到鍋爐房。特殊情況下，當(dāng)液位超出上限位時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)冷凝水泵，保證液位穩(wěn)定；不凝氣體隨二次蒸汽排到低溫段。由壓力控制器檢測(cè)本段蒸汽壓力，按照要求調(diào)節(jié)、控制蒸汽流量，某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 6 穩(wěn)定本段烘缸的用汽壓力；本段排水由該段與低溫段之間壓差保證，其差不得低于60kPa，壓差控 制器檢測(cè)本段蒸汽集管及回水集管間壓力差，按要求調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度，控制二次蒸汽排出量，穩(wěn)定本段烘缸排水所需壓差。特殊情況下，當(dāng)液位超出上限位時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)冷凝水泵，保證液位穩(wěn)定，不凝氣體隨二次蒸汽排到中溫段。噴射式熱泵控制系統(tǒng)工藝見(jiàn)圖 23 圖 23 噴射式熱泵控制系統(tǒng)工藝流程 進(jìn)入高溫段烘缸新蒸汽直接進(jìn)入本段烘缸，進(jìn)入高溫段烘缸蒸汽壓力控制器檢測(cè)本段蒸汽壓力，按照要求調(diào)節(jié)、控制蒸汽流量，穩(wěn)定本段烘缸的用汽壓力；本段排水由該段與中溫段之間壓差保證，其差值不得低于 60kPa,壓差控制器檢測(cè)本段蒸汽集管及回水集管間壓力差，按要求調(diào)節(jié)閥門開(kāi)度 ，控制二次蒸汽排出量，穩(wěn)定本段烘缸排水所需壓差。紙機(jī)使用 的飽和蒸汽供紙機(jī)壓力控制回路使用。熱泵系統(tǒng)的控制采用流速控制方法，計(jì)算機(jī)根據(jù)紙機(jī)的運(yùn)行狀況，對(duì)每組烘缸的熱平衡參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，得到最佳的二次蒸汽流速控制參數(shù)。 紙機(jī)噴射熱泵控制節(jié)汽技術(shù)改造方案 該廠現(xiàn)有全部 4 臺(tái)紙機(jī)均進(jìn)行噴射式熱泵控制系統(tǒng)技術(shù)改造，所有紙機(jī)改造內(nèi)容和采用的技術(shù)原理相同。 噴射式熱泵控制系統(tǒng)技術(shù)非常適用造紙過(guò)程中紙頁(yè)的干燥，適應(yīng)紙機(jī)各種生產(chǎn)負(fù)荷變化，滿足紙機(jī)生產(chǎn)車速、產(chǎn)量、產(chǎn)品定量變化和停機(jī)、開(kāi)機(jī)過(guò)程要求，具有投資小、占地少、運(yùn)行可靠、易維護(hù)、改造難度小、運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)、采用噴射式熱泵控制系統(tǒng)技術(shù) 改造原有的烘缸三段通汽工藝，節(jié)約蒸汽量 1025%。熱泵系統(tǒng)的控制采用流速控制方法，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)根據(jù)紙機(jī)的生產(chǎn)狀況，對(duì)每組烘缸的熱平衡參數(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算，得到最佳的二次蒸汽流速控制參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)二次蒸汽流量恒定，保證烘缸水位最佳，是烘缸傳熱效率最高，紙頁(yè)水分蒸發(fā)量最大。 圖 22 熱泵示意圖 本項(xiàng)目采用可調(diào)式 噴射熱泵控制系統(tǒng)，見(jiàn)圖 23， 某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 4 圖 23 可調(diào)節(jié)熱泵 噴射式熱泵沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn)部件，主要部分以不銹鋼材質(zhì)制成，其運(yùn)行非?？煽?。 熱泵主要由 1 噴嘴、 2 集汽室、 3 混合室、 4 擴(kuò)壓室組成。蒸汽噴射式熱泵的節(jié)能率可以達(dá)到 35%左右，具有很好的實(shí)用性。根據(jù)高、低壓蒸汽的參數(shù)可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得到各種壓力等級(jí)的蒸汽，滿足不同熱用戶的要求。 蒸汽噴射式熱泵主要由噴嘴、接受室、混合室及擴(kuò)壓室組成。在熱泵供熱系統(tǒng)中，蒸汽噴射式熱泵作為引射式減壓器某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 3 用于熱力系統(tǒng)，同時(shí)作為熱力壓縮機(jī)將低品位的二次蒸汽增壓后在使用。該廠紙機(jī)現(xiàn)有三段通汽方式見(jiàn)圖 21。現(xiàn)有通氣管路中使用普通閥門進(jìn)行減壓和調(diào)整流量，損失了蒸汽功。在追求節(jié)能和環(huán)保的當(dāng)今社會(huì)，蒸汽的有效利用及節(jié)能是迫切需 要解決的問(wèn)題 某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) 2 2 紙機(jī)熱泵控制節(jié)汽技術(shù)改造 現(xiàn)有傳統(tǒng)通氣方式存在的問(wèn)題 該廠現(xiàn)有全部 4 臺(tái) 1450 型 3400 型紙機(jī)均采用傳統(tǒng)的三段（兩段）通氣方式，即蒸汽流動(dòng)方向與紙頁(yè)運(yùn)行方向相反，每個(gè)通氣段產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)汽水分離器產(chǎn)生的二次蒸汽供下一段烘干使用。極具工業(yè)使用價(jià)值。蒸汽作為工作流體和熱傳導(dǎo)的介質(zhì)廣泛應(yīng)用于 造紙廠、 集中供熱，電廠的動(dòng)力源，石化等生產(chǎn)工藝過(guò)程熱源，加濕等用途。 蒸汽 系統(tǒng) 的節(jié)能涉及了蒸汽的生產(chǎn)、輸送、分配、轉(zhuǎn)換、應(yīng)用、控制、計(jì)量、安全、維護(hù)等諸方面 。據(jù) 2020 年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)在用蒸汽鍋爐約 35 萬(wàn)臺(tái)，總蒸發(fā)量達(dá) 78 萬(wàn)噸 /小時(shí)（不含電站鍋爐）。 從工業(yè)革命以來(lái)，蒸汽作為最佳的能量載體在工業(yè)和民用領(lǐng)域廣泛使用。 隨著世界能源形勢(shì)逐步缺乏，能源管理的重要性就愈發(fā)顯現(xiàn)出來(lái)。目前，我國(guó)其他省、市、自治區(qū)都有造紙企業(yè)，其中絕大多數(shù)是中小型造紙企業(yè)。 關(guān)鍵詞 蒸汽系統(tǒng) 節(jié)能減排 熱泵控制 電機(jī)變頻 燃煤鍋爐 某造紙廠蒸汽系統(tǒng)節(jié)能減排方案設(shè)計(jì) II A PAPER MILL STEAM SYSTEM FOR ENERGY CONSERVATION AND EMISSIONS REDUCTION PLAN DESIGN ABSTRACT Steam system energysaving emission reduction described in this article is mitted against a paper mill. Steam system due to lack of professional knowledge and skills, so in the developing steam system energysaving job tend to be limited. To work for effective energy saving of steam system, you must understand the system status and advanced levels, should detect problems of the existing system, then the remedy to e up with sound solutions. To improve market petitiveness, savings energy, reduced pollution emissions. This main on hot pump control section steam technology, and motor system frequency saving technology and coalfired boiler technology for transformation, tells has hot pump control section steam technology of features and work principle, and motor system frequency saving technology of technology principle and transformation program and coalfired boiler technology exists of problem and cycle stream of bed boiler technology of work principle. The objectives designed to achieve are: under the same production and less on coal, gas and electric energy use and reduce emissions of pollutants, making steam system more economical, more energyefficient. KEY WORDS steam system energy conservation and emission reduction heat pump control motor freq