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小型工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)的分析

常丹
（廣東省湛江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)與編碼所，廣東湛江524022）

由于在小型工業(yè)中，鍋爐由于其基本結(jié)構(gòu)和使用需求有所差異，實(shí)際運(yùn)行管理水準(zhǔn)存在差別，在能源實(shí)際利用過程中對(duì)于各種熱力參數(shù)的要求也存在差別，倘若僅僅采取一種方式進(jìn)行節(jié)能并不能保證能源的高效利用。基于此，在小型工業(yè)鍋爐節(jié)能改造過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的改造方案。

小型工業(yè)鍋爐；節(jié)能改造；技術(shù)；分析

0　引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)能夠成為當(dāng)前全球最為關(guān)注的問題，我國(guó)當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)中的鍋爐主要是燃煤鍋爐，其不但產(chǎn)生的能耗極大，而且會(huì)在實(shí)際運(yùn)行過程中產(chǎn)生嚴(yán)重污染。該種現(xiàn)象和當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過程中的節(jié)約要求以及綠色發(fā)展理念相悖。基于此，在當(dāng)前的工業(yè)鍋爐節(jié)能改造具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1　案例概況

在某印染廠中所使用的循環(huán)流化床鍋爐功率為25t/h，型號(hào)為SHFx25-2.45/400-W，其主要參數(shù)如表1所示。

表1　循環(huán)流化床鍋爐參數(shù)表

2　存在問題

在該鍋爐使用中，給煤系統(tǒng)只有一級(jí)破碎和一級(jí)篩選體系，給煤整體顆粒較大，煤質(zhì)劃分不均勻，因此，會(huì)對(duì)爐膛的燃燒穩(wěn)定性和基本效率產(chǎn)生極大影響，另外，由于局部溫差較大，蒸發(fā)量減小等還會(huì)使得飛灰量增加，最終使得鍋爐尾部受熱面受到嚴(yán)重?fù)p傷?，F(xiàn)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的基本需求，鍋爐的平均出汽量為12t/h，而該鍋爐的最小運(yùn)行負(fù)荷為6t/h，而最大運(yùn)行負(fù)荷為16t/h。由于鍋爐的運(yùn)行功率變化速率較快，并且長(zhǎng)期處于低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，因此鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率較低。

3　工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)的分析

一是對(duì)于給煤系統(tǒng)的改造。即在原有系統(tǒng)基礎(chǔ)上采取二次破碎和篩分體系，提升煤質(zhì)的粒度分布，從而達(dá)到相關(guān)設(shè)計(jì)要求，最終實(shí)現(xiàn)燃燒效率提升，增加出汽量。

二是對(duì)于爐膛內(nèi)部的改造。在小型鍋爐實(shí)際運(yùn)行時(shí)因?yàn)椴扇」呐萘骰簿哂懈鼜?qiáng)的優(yōu)勢(shì)，基于此，在循環(huán)流化床鍋爐改造過程中應(yīng)當(dāng)將之前的高速床改造為鼓泡床，而稀相區(qū)和密相區(qū)的燃燒份額也應(yīng)當(dāng)由之前的5：5變?yōu)?：8.保證上層爐膛溫度降低到400℃以上，使得分離器不能對(duì)產(chǎn)生的碳顆粒形成攔截。而為了保證爐膛的基本溫度，必須對(duì)上部稀相區(qū)受熱面積進(jìn)行調(diào)整，從而保證溫度的平衡性。另外，為了減少最低流化風(fēng)速對(duì)于鍋爐燃燒的影響，從而使密相床界面減小，提升稀相區(qū)的燃燒份額，減少密相區(qū)燃燒的比例。

三是對(duì)于旋風(fēng)分離器的改造。因?yàn)楣I(yè)鍋爐長(zhǎng)期處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，在此狀態(tài)下煙氣量會(huì)顯著減少，旋風(fēng)分離器的工作效率顯著降低，最終使得飛灰量含碳量急劇升高。而為了在低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下保證旋風(fēng)實(shí)際工作的基本效率。借助中科院研制的高溫旋風(fēng)分離技術(shù)，對(duì)本設(shè)備進(jìn)行改造，提升其實(shí)際運(yùn)行能力。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的煙氣量，應(yīng)當(dāng)將旋風(fēng)分離器入口截面的高度由之前的1.7m，減少至1.3m，中心筒的直徑則應(yīng)當(dāng)由900mm縮小至650mm，從而有效提升分離器的實(shí)際工作效率。

四是對(duì)于二次風(fēng)輸送系統(tǒng)的改造。二次風(fēng)使用的基本效果完全取決于二次風(fēng)速，而在該系統(tǒng)中風(fēng)管截面通常會(huì)按照額定設(shè)計(jì)進(jìn)行制造，因此通常為固定數(shù)值。當(dāng)其偏離設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)和生產(chǎn)負(fù)荷產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，二次風(fēng)速也會(huì)產(chǎn)生變化。在之前設(shè)計(jì)的二次風(fēng)系統(tǒng)在低負(fù)荷狀態(tài)下并不會(huì)完全工作，因此其循環(huán)流化床流動(dòng)環(huán)-核結(jié)構(gòu)中心缺氧的基本問題將會(huì)更加突出。而為了保證在不同工況下都能夠具有相同的二次風(fēng)速，在每個(gè)二次風(fēng)管中加裝調(diào)節(jié)閥門，并按照負(fù)荷的變化對(duì)其進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，經(jīng)過流態(tài)重組改裝之后將少量二次風(fēng)系統(tǒng)重新安裝到系統(tǒng)中，最終對(duì)氧氣混合和擴(kuò)散條件的改善。

五是將空氣預(yù)熱器拆除。在系統(tǒng)中增加一組高效省煤裝置，根據(jù)該工廠的實(shí)際生產(chǎn)需求，定型機(jī)的排放熱氣溫度設(shè)定為140℃，因此可以將其通過鼓風(fēng)機(jī)直接接入鍋爐，作為助燃空氣。由于在原有鍋爐煙道中增加了省煤器，而受到其空間尺寸以及煙氣側(cè)向阻力的影響，在增加全新省煤器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足以下幾種要求，即結(jié)構(gòu)緊湊、阻力較小，轉(zhuǎn)熱效果較強(qiáng)，避免磨損、避免灰塵積壓、避免腐蝕出現(xiàn)。根據(jù)相關(guān)部門煤器入水標(biāo)準(zhǔn)100℃計(jì)算，最終產(chǎn)生的排煙溫度將會(huì)降到155℃。在省煤器結(jié)構(gòu)設(shè)置時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取高效的傳熱螺旋翅片管，其具有傳熱能力較強(qiáng)、整體結(jié)構(gòu)緊湊、避免磨損、煙氣阻力較小、不易積灰堵灰等優(yōu)越性。另外，由于煙道轉(zhuǎn)彎區(qū)域距離安裝位置較近，為了避免煙氣轉(zhuǎn)彎時(shí)的流暢性，將省煤器設(shè)計(jì)為兩組，并上下垂直安裝，相互之間水平扭轉(zhuǎn)90°，以保證翅片能夠從兩個(gè)方向?qū)煔庑纬烧鳌Ｔ诠娘L(fēng)機(jī)吸入到定型的熱風(fēng)機(jī)中之后，鼓風(fēng)機(jī)的出口截面有限，因此會(huì)產(chǎn)生一定阻力，所以必須增加煙道的截面面積。另外，在過熱器和省煤器中加裝吹灰器，能夠通過定期吹灰對(duì)其傳熱效果極大提升。

4　結(jié)語

由于我國(guó)小型工業(yè)鍋爐數(shù)量較大，分布范圍較廣，實(shí)際生產(chǎn)情況較為復(fù)雜，基本不存在某一種鍋爐適合于所有生產(chǎn)需求。但是在鍋爐改造過程中所使用的方式方法和分析思路基本相同?；诖耍瑢?duì)于部分典型案例進(jìn)行分析具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

［1］李顯海.工業(yè)鍋爐節(jié)能改造技術(shù)與工程實(shí)例［M］.北京：金盾出版社，2012：5.

［2］林重慶.工業(yè)鍋爐節(jié)能改造分析［J］.中國(guó)科技投資，2012（21）：112.

［3］王保民，董愛國(guó)，徐同現(xiàn).節(jié)能新技術(shù)在工業(yè)鍋爐上的應(yīng)用［J］.熱能動(dòng)力工程，2000（05）：565-566.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.059