工业燃煤锅炉节能,一、工业燃煤锅炉节能的意义 二、链条炉的结构和原理 三、工业锅炉机组的节能诊断 四、链条炉燃烧系统节能改造 五、传热系统节能 六、加强管理,内 容,锅炉分类,锅炉用途 电站锅炉、工业锅炉和热水锅炉（民用） 蒸汽压力 低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界和超超临界 按燃料种类 燃油、燃气、燃煤 按燃烧方式 火床炉、煤粉炉、旋风炉、流化床锅炉,一、工业燃煤锅炉节能的意义,工业燃煤锅炉广泛应用于工厂动力、采暖通风、热电联产和生活热水供应等领域煤炭消耗约占我国煤炭消耗总量的四分之一且在用工业锅炉多为使用年限较长的老旧锅炉，效率低，污染重，节能潜力巨大工业燃煤锅炉效率普遍较低目前平均效率仅为60％～65％，比锅炉产品的鉴定效率低10％～15％，比国际水平低20％左右实际出力一般为额定出力的60%~70%，少数运行不好的仅在50%左右链条炉是机械化程度较高的一种层燃炉因其炉排类似于链条式履带而得名是工业锅炉中使用较广泛的一种炉型，在10-65t/h中等容量，甚至1-2t/h的小容量锅炉中都有采用1、链条炉的结构,二、链条炉的结构和原理,链条炉排,水冷壁,汽包,省煤器,2、链条炉本体各项热损失,Qr = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 kJ/kg,热平衡方程,或,100 = q1+q2+q3+q4+q5+q6 %,Qr——输入锅炉热量 Q1——有效利用热 Q2——排烟热损失 Q3——气体未燃烧热损失 Q4——固体未燃烧热损失 Q5——散热损失 Q6——灰渣等其它热损失,排烟所带走的热量未被利用直接排入大气造成的损失。
排烟热损失q2,工业锅炉排烟热损失一般占12%~20%，小型锅炉有时不设空气预热器或省煤器，排烟温度高，排烟损失可达20%以上排烟温度每降低12~15℃，q2 将降低1%；但排烟温度下降，尾部受热面腐蚀加重因此，合理的排烟温度应由这两方面作技术经济比较来决定 《燃煤工业锅炉节能监测》（GB/T15317-2009）规定工业锅炉排烟温度合格指标在150~230℃之间，小型锅炉处于上限，大型锅炉处于中下限；,解决方法,要降低排烟热损失，就要降低排烟温度、减少炉膛和各烟道的漏风量受热面积灰或结渣，排烟温度会升高，所以必须经常吹灰清渣保持清洁采用适当的炉膛出口过量空气系数在锅炉安装施工时应重视炉墙、烟道等砌筑的严密性，以减小漏风CO、H2、CH4 等可燃气体未燃烧放热就排除而造成的热损失影响q3的因素很多如：炉内过量空气系数的大小，炉内气流的混合与扰动情况等气体未燃烧热损失q3,对燃煤锅炉，主要考虑CO未燃尽而造成的热损失燃烧正常时，烟气中的一氧化碳体积分数在0.5%以下，相应的气体未完全燃烧热损失大约为2%~3%，若为不正常燃烧，热损失高达5%以上一部分燃料没有参与燃烧或未燃尽就被排出炉外而引起的热损失。
固体未燃烧热损失q4,灰渣损失 ：碳粒同灰渣一同落入渣斗 漏煤损失 ：部分燃料经炉排落入灰斗 飞灰损失 ：碳粒被烟气带走,,工业燃煤锅炉的固体未燃烧热损失一般在8~15%之间通常，燃烧速度与煤粒的直径成反比，通过筛分控制入炉燃料的粒度上限，可以避免超大粒的不完全燃烧损失，降低灰渣含碳量；,散热损失q5,锅炉表面，包括炉墙、钢架、管道、附件，温度高于周围空气温度造成热量散失于大气中，形成的锅炉热量损失工业燃煤锅炉额定工况时的散热损失一般在0.8%~4%之间 非额定工况时的散热损失与锅炉的负荷成反比，即随负荷的减小而增大要采用热导率低的保温材料； 要确定合理的保温层厚度要减小散热损失，需要对锅炉做好保温措施，尽量降低锅炉外表面温度采用结构紧凑的锅炉，则其外表面积小，散热损失也小管道的保温：存在一个临界厚度，如果超过临界厚度，保温层加厚 保温效果反而下降，热损失增大锅炉中排出的灰渣及漏煤的温度一般在600 ~ 800℃以上，相应造成的热损失灰渣等其它热损失 q6,工业锅炉灰渣热损失的大小主要取决于煤的含灰量和炉渣的温度，一般小于1%三、工业锅炉机组的节能诊断,,锅炉压力大不到额定值 锅炉效率低、能耗高 排放超标严重 锅炉故障多,锅炉效率和各项热损失 锅炉蒸发量和蒸汽参数 排放水平,历年运行日志和维修记录 设计资料 故障情况,燃烧系统改造 改换燃料 改换辅机 改换控制系统,配风分布和风煤比 给煤均匀性和给煤速度 煤质和粒度 控制器和传感器精度 炉墙、炉门堵漏,,,,,,复验,1、给煤装置改造,我国的链条炉排锅炉给煤主要采用斗式给煤装置。
四、链条炉燃烧系统节能改造,分层给煤将煤仓中溜下来的原煤经过辊筒疏松后，落到筛板上粒度大的颗粒从筛板上落到炉排上，粒度小的漏到筛下的炉排炉上，随着炉排的转动，形成了下大上小的给煤层次，使煤层颗粒分布均与，通风均匀，提高了炉膛温度，利于燃烬采用统煤时,①炉排上块煤和细末分布不均，造成通风不均，影响燃烧 ； ②细末多的地方容易被风吹走而形成“火口”，造成大量窜风； ③当粒度大小过于悬殊时，还会引起煤斗中的机械分离，粗粒大块跑边，细粒碎末居中，导致炉排两侧和中间燃烧层密实程度的很大不均，最终是两侧穿风早已燃尽，中间却是“火龙”一条，“红火” 落入渣斗，使 q4 大大增加改进后采用分层给煤,①增加锅炉对煤种的适应性，出力提高 ②降低各项热损失，锅炉热效率可提高4%~5%，甚至8%~10% ③提高锅炉运行的可靠性，减少维修费用 ④改造工期短、投资回收快，一般为3~6个月石景山鲁谷供热厂供131万m2居民冬季采暖，装有三台DHL29-1.6/150/90-AⅡ链条锅炉，采用传统的给煤调节方式，自1995年投入运行以来，煤着火困难，燃烧效率低，还保证不了负荷的需要北京节能中心于1996年、1997年分别在1号、2号炉上拆除原锅炉上的加煤斗，在原位置上安装新的分层给煤装置。
[案例],★ 锅炉负荷提高，1997年冬季最冷期运行两台炉达到了 改造前三台炉的供暖水平（131万㎡）； ★ 灰渣含碳量由原来的28%降到5%~7%； ★ 锅炉热效率提高到83%； ★ 投资回收快，1个供暖期收回了投资改造效果：,,2、炉拱,炉拱是炉膛下部直接遮蔽炉排面的那部分顶面隔墙炉拱布置是否合理对锅炉的燃烧工况影响极大，对于不同的燃料特性，应该有不同的拱形及尺寸燃用无烟煤时，采用低而长的后拱，把炉排后端过量氧气导向燃烧中心供可燃气体燃烧， 灼热烟气和火红炭粒在气流转弯处分离，象 “火雨”一样投落到新煤上，改善着火不同煤种的炉拱推荐如下：,燃用烟煤、褐煤时，采用高而短的前拱，后拱也不太长，以保证一定炉膛高度，并利用高温烟气辐射引火，保证喉口有良好的扰动作用，减少 q3 燃用多水多灰的劣质煤时，可采用人字形拱、中拱、后拱，使烟气向前流动提高着火区炉温，并使烟气对新煤和炉拱产生较强的直接对流加热炉拱改造只要与煤种匹配得当，一般效果都是很明显的这项改造可降低灰渣含碳量30%~50%，而且可提高出力技改投资半年左右可收回案例1 上海沪东造船厂 案例2 北京市沥青混凝土厂,上海沪东造船厂动力中心锅炉房有两台10t/h链条燃煤蒸汽锅炉，向全厂供应生产生活用蒸汽。
当煤品质差及雨淋后煤含水量大时，锅炉燃烧差，造成出力不足，影响生产后该厂采用 “双人字形宽煤种节能炉拱技术”，先后对两台锅炉进行了改造[案例1],炉渣含碳量由改造前的15%~19%降至7%~9%；锅炉 热效率由原来的69.3%提高到现在77.6%；,改造效果：,炉膛温度提高了80~100℃；,项目总投资10.76万元项目投资回收期6个月锅炉改造后运行四年，共节约：煤2914.5吨；电203950 千瓦时； 折合人民币94.2万元减排二氧化碳5639吨北京市沥青混凝土厂的KZL4-13型蒸汽锅炉，自投入运行以来，出力达不到额定值，炉灰含碳量20%~30%，排烟温度200℃左右，锅炉热效率仅55%~60%锅炉出力达到了铭牌出力； 点火性能改善，能掺烧劣质煤； 排烟温度低于170℃； 效率由改造前的66.4%提高到76.7%[案例2],该厂对该炉进行了改造，改造内容为：,压低前拱，延长和压低后拱； 省煤器入口前加装管式空气预热器； 对炉墙、炉顶烟风道进行密封及保温处理改造效果：,,3、配风,①提供多少风量,在理论上燃料达到完全燃烧所需要的空气量，称为理论空气量但在实际条件下，根据燃料品种、燃烧方式及控制技术的优劣，往往需要多供给一些空气量，称为实际空气量。
最佳过量空气系数应该使燃烧热损失和排烟热损失之和为最小其值无法从理论上进行准确计算，只能依靠试验研究和实践经验来优选对链条炉：,怎么送入？,（1）炉排长度方向实行分区配风,方法：将炉排下的风室分隔成4～6个小风室，每个小风室装设有调节风门，可按燃烧的需求分别调节风量配风方法,根据链条炉燃烧区段性的特点，大幅调小炉子前后端的送风量，同时增大中段风量，使在火床中段形成一个强燃区，消除焦炭还原反应，并降低炉内过量空气系数，提高炉内温度，从而改善炉前着火及炉后燃尽的条件该法适用于多种煤种适用于燃用高挥发分煤在燃烧前期（指前、后拱间的火床区段）送入大量空气以满足大量挥发分的燃烧适用于低挥发份煤即给最后1～2个风室大量送风形成强燃区，使大量焦炭燃尽2）炉排宽度方向提高配风均匀性,增大进风口与风仓的截面比,单侧进风炉子，可设置导风板或采用风室节流挡板,对炉排宽度较大的炉子，应采用双侧相对进风方式炉排宽度方向提高配风均匀性,（3）二次风,二次风是在燃烧层上方借喷嘴送入炉膛的高速气流，工质可以是空气、 蒸汽或烟气二次风的主要作用,强化炉内气流的扰动和混合，降低 q3 和过量空气系数,布置于后拱的二次风能将烟气引向炉前，帮助着火高温,二次风造成的烟气漩涡，能延长烟气行程和飞灰在炉内的逗留时间 ，并将许多未燃尽的碎屑甩回炉排，减少飞灰量,4、链条炉加煤粉复合燃烧,复合燃烧的 改造方法：,,将链条炉排上方修改炉拱，取消喉口；炉排与炉膛上部空间保持不变,在燃烧室下半部两侧墙或前墙布置煤粉燃烧器（一般为炉排上方1.5～2m）,增加一套制粉系统。
制粉用煤和炉排用煤可共用一个煤斗,复合燃烧将链条炉和煤粉炉结合在了一起，下图中虚线为改造增加的部分复合燃烧的原理、特点和应用,煤粉燃烧形成的高温火焰提高了炉膛温度，为链条炉排上的煤层着火提供了丰富的热源，大大改善了链条炉排上新煤的着火条件；同时，稳定燃烧的火床又是煤粉气流着火的可靠热源，可以保证煤粉及时稳定地着火磨制好的煤粉和干燥剂一起送出磨煤机后形成一次风煤粉气流，与二次风同时进入煤粉燃烧器燃烧器中的一次煤粉气流同二次风合理混合后在火床上方形成高温煤粉火焰复合燃烧,,使锅炉在负荷多变特别是改烧一般劣质煤情况下均能达到稳定高效燃烧复合燃烧技术适用场合,因生产和供热发展或锅炉严重老化，锅炉房亟待增容而资金或场地比较紧张时，采用此技术可节约近一半投资,对于抛煤机链条炉、往复推动炉排锅炉的企业，若锅炉实际出力不足或需要增容，也可考虑该方案当地缺少优质煤致使锅炉运行费用高，需改烧低劣质煤的锅炉,锅炉实际出力严重不足，灰渣可燃物超标，能源浪费过大的锅炉,江西第三制糖厂甘蔗糖分厂一台SHL20-25-400型双锅筒横置式链条炉排锅炉，燃料改为高灰分II类烟煤，造成燃烧效率低，出力只能维持10t/h左右，严重影响正常生产。
1995年由哈尔滨普华煤燃烧技术开发中心将该链条炉改为双重燃烧锅炉，改造内容包括：,[案例1],在原链条炉排面上方左右两墙各安装一台普华PWI型煤粉燃烧器； 取消原锅炉前后拱凸出部分； 制粉系统采用了风扇磨煤机直吹方式； 增设二次风增压机，对煤粉燃烧器所需的二次风进行增压；,锅炉能燃用高挥发份II类烟煤（低位发热量 17 787kJ/kg）； 锅炉出力可保持20t/h； 锅炉燃烧效率为94.7%； 投资回收期。