趙建民
【摘要】“節(jié)能減排”是當(dāng)今國策,是可持續(xù)發(fā)展的重中之重。玻璃企業(yè)是耗能大戶,它能耗的高低,也直接關(guān)聯(lián)到“節(jié)能減排”國策在企業(yè)的貫徹執(zhí)行力度的高低。在玻璃融化過程中,窯爐產(chǎn)生的廢(煙)氣很多企業(yè)將它直截排放到空中,不僅浪費(fèi)能源,還污染了環(huán)境。在原煙道旁設(shè)置旁路煙道,安裝余熱回收系統(tǒng)設(shè)備(熱管余熱鍋爐),將500℃-220℃左右煙氣余熱進(jìn)行回收利用,降到180℃-160℃左右進(jìn)入下道工序(脫硫)或排空。回收這部分余熱是玻璃企業(yè)行之有效的“節(jié)能減排”措施之一。通過余熱回收系統(tǒng)設(shè)備(熱管余熱鍋爐)可產(chǎn)出一定表壓力的、一定量的飽和蒸汽或過熱蒸汽,用于發(fā)電、生產(chǎn)、生活使用,替代外供(燃煤、燃?xì)?、燃油)鍋爐。本文就熱管余熱鍋爐運(yùn)行中的注意事項進(jìn)行闡述。
【關(guān)鍵詞】余熱鍋爐的運(yùn)行成本
無論選用何種結(jié)構(gòu)形式的余熱鍋爐除保證余熱鍋爐的出力外我們還應(yīng)注意三點(diǎn):余熱鍋爐的運(yùn)行動力的大小即運(yùn)行成本的高低;余鍋爐的的積灰與清灰;通過實踐對以上兩點(diǎn),分別進(jìn)行闡述。
一、余熱鍋爐的運(yùn)行動力的大小
要保證窯壓正常,因此,余熱鍋爐出口處需安裝引風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械引風(fēng)以克服設(shè)備的阻力,從而達(dá)到穩(wěn)定窯壓,所以余熱鍋爐的運(yùn)行動力即引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率也就是它的動力成本。
合理選取煙氣流速,以降低余熱鍋爐的阻力:余熱鍋爐本身的阻力占運(yùn)行動力成本約2/3以上,所以我們在選用余熱鍋爐型號時除要看余熱鍋爐的出力外、還要看其煙氣側(cè)阻力指標(biāo)參數(shù)的大小。
余熱鍋爐的阻力主要是由煙氣流速的大小和換熱管的管排數(shù)的多少及排列方式等因素組成。
煙氣側(cè)阻力計算公式:
式中:Δp—煙氣側(cè)阻力降(mmH2O)
f—摩擦系數(shù)
N—管排數(shù)(排)
ω1m—煙氣在管束最窄截面的質(zhì)量流速(Kg/m2.s)
g—重力加速度(m/s2)
ρ—煙氣密度(Kg/m3)
從煙氣側(cè)阻力公式可以看出,煙氣側(cè)阻力和煙氣流速的平方成正比關(guān)系,和管排數(shù)也成正比關(guān)系。雖然煙氣的流速又和傳熱系數(shù)是正比關(guān)系和換熱面積是反比關(guān)系,它直接關(guān)聯(lián)到設(shè)備的管排數(shù)和成本的高低。如煙氣流速選取過大,設(shè)備的煙氣側(cè)阻力增加是級數(shù)增加,無形中大大的增加了機(jī)械運(yùn)行動力(引風(fēng)機(jī)電機(jī)功率),提高運(yùn)行成本是很大的,如和設(shè)備成本進(jìn)行比較是得不賞識的,因此我們要合理的選擇流速。通過實踐摸索,流速可選為6~8m/s為宜。
合理選取管間距,以降低余熱鍋爐的阻力。
可以看出,迎風(fēng)面管間距(S1)和背風(fēng)面(S2),如果S2>S1??梢越档妥枇Γā鱌)。一般情況下,S2=1.06~1.1S1。
二、余熱鍋爐的積灰與清灰
(一)灰塵的形成機(jī)理
積灰按溫度可劃分為高溫區(qū)積灰、過渡區(qū)積灰和低溫區(qū)積灰,熱管換熱設(shè)備的積灰主要是低溫區(qū)積灰。低溫區(qū)積灰一般為疏松式積灰,主要發(fā)生在溫度較低的部位上。積灰形成的機(jī)理較復(fù)雜,一般認(rèn)為疏松式積灰是由于引力和靜電引力的作用而形成。另外,煙氣流動時,因煙氣中灰粒的電阻較大會發(fā)生靜電感應(yīng),雖然受熱面的材質(zhì)是良導(dǎo)體,但當(dāng)受熱面積灰后,其表面就變成了絕緣體,很容易將因靜電感應(yīng)而產(chǎn)生的帶異種電荷的灰粒(當(dāng)量直徑小于10μm)吸附在其表面上,形成疏松式積灰。疏松式積灰在以下條件下均可形成低溫粘結(jié)性積灰:①燃料燃燒不充分而形成高粘度聚合物,此種聚合物極易吸附于管壁上,不容易脫落而形成粘結(jié)性積灰。②當(dāng)灰垢吸收煙氣中S03和水蒸氣后轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,形成粘結(jié)性積灰。
(二)清灰方法
(1)在換熱器中裝有固定的或可移動的吹灰器或固定吐灰管,每班以壓縮空氣或蒸汽進(jìn)行吹掃。
(2)管束或單根熱管在停爐時從熱換器中抽出加以清灰。
(3)在換熱器煙氣入口處裝設(shè)煙氣切換擋板,利用煙氣聚流來進(jìn)行吹灰和安裝除塵器。目前采用的除塵器大致有:慣性重力除塵器、旋風(fēng)除塵器、靜電除塵器、聲波除塵器等。其中,慣性重力除塵器簡單易行,切投資相比也較少。
(4)在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計上,也要有清灰措施——設(shè)置清灰門,在定期運(yùn)行中,打開清灰門用:壓縮空氣或蒸汽及中壓水進(jìn)行吹掃(視不同工況而定)。
三、總結(jié)
無論何種形式的工業(yè)窯爐(抽屜窯、隧道窯、橫火焰窯、馬蹄焰窯、浮法窯等),經(jīng)溶化后,都有廢煙氣余熱經(jīng)煙道排放到大氣中,這部分的余熱如不加以回收利用,它既污染了環(huán)境又浪費(fèi)了能源,為了子孫后代和國家可持續(xù)發(fā)展,我們要積極主動的回收利用這部分余熱,這樣即“節(jié)能”刃‘減排”凈化了環(huán)境。但是我們又不能是節(jié)約了“煤”浪費(fèi)了“電”,兩者要統(tǒng)籌考慮,不要偏重一方。
對余熱鍋爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求是:既要少積灰,又要便于清灰。清灰的方法很多,作為用戶要因地制宜的選用適合自己工況條件的“方式”,不能是采用的“方式”不當(dāng)而損壞設(shè)備,這樣實例是較多的。
總之,我們在選用余熱鍋爐時既要考慮余熱鍋爐的“出力效率”又要可慮它的煙氣側(cè)阻力的大小,還要可慮它既要少積灰,又要便于清灰的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。各企業(yè)一定要“因地制宜”的選用,不能盲從。