淺析提高燃氣鍋爐熱效率的方法及措施
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本文中創機電鍋爐結合實際分析了當前影響煤氣鍋爐熱效率的因素,并針對這些影響因素, 結合燃氣鍋爐實際運行中取得的經驗,具體分析了提高燃氣鍋爐熱效率的方法,同時提出了適當提高工業鍋爐熱效率的措施。
一、問題分析
由于燃氣鍋爐在設計及運行調整上存在一些問題, 使這些鍋爐的熱效率普遍不高。針對鍋爐熱效率不高的實際, 通過認真的分析與探討, 并結合鍋爐實際運行中出現的問題和取得的經驗, 總結出了影響鍋爐熱效率的幾點原因:1、排煙溫度高, 排煙熱損失大。2、爐膛出口煙氣含氧量不合適。3、傳熱較差或長期運行導致傳熱惡化。4、爐膛負壓過大導致漏風嚴重。5、保溫性差。6、 管線布置不合理, 使流體流動阻力變大。7、火焰在爐膛中位置不合適。8、電動機無變頻, 在鍋爐低負荷運行時耗電較多。
二、問題解決方法
針對前面分析的影響鍋爐熱效率的因素, 結合實際運行中取得的經驗與存在的問題, 共同探討出了如下的解決辦法:
1、排煙溫度:一般排煙溫度每升高15e,排煙熱損失將上升1%。一般排煙溫度每升高15e,排煙熱損失將上升1%。排煙溫度由兩方面決定,一是設計制造鍋爐時布置受熱面的多少,布置的受熱面越多,排煙溫度越低,所以對于原燃煤型鍋爐改裝成燃煤氣鍋爐時或大修時可以適當增加水冷壁的長度,以加大受熱面面積;一是受熱面積灰(結渣)、結垢,使傳熱惡化,使排煙溫度升高,因此必須及時吹灰(打渣),保持受熱面外壁清潔, 同時要保證軟化除氧水及蒸汽的品質, 防止出現汽水管道結垢現象。
2、爐膛氧量;爐膛出口煙氣含氧量的大小反應的是燃料是否完全充分燃燒,是過量空氣系數A的體現。值較大時會使引送風機負荷變大,使耗電量增大,同時必然會使排煙熱損失增大,若A過大還會使爐膛溫度變低,使爐膛輻射傳熱能力下降,導致熱效率變低,并且會破壞燃燒所需的高溫環境,不利于燃料的充分燃燒。
3、傳熱較差、傳熱惡化;傳熱較差是由于所采用的受熱面材料傳熱性能差、受熱面面積不足或傳熱溫差太小導致的,可采用在受熱面傳熱系數低的一側添加肋片來增大傳熱面積加強傳熱。在實際運行中,對于低溫段的空氣預熱器, 因傳熱溫差小,還可嘗試采用具有高導熱性能的熱管式空氣預熱器,它不僅可以有效避免漏風,耐腐蝕,降低磨損危害,還具有流動阻力小、可小溫差傳熱等優點,可有效減少所需的受熱面積,鍋爐現已采用,傳熱及耐腐蝕效果較好。
4、爐膛負壓:當爐膛微正壓運行時工況比較合理,可有效避免冷風侵入爐膛,但是這樣會使現場臟亂不堪甚至會出現漏煤氣、冒火等危險,因此煤氣鍋爐大多采用微負壓運行。
5、保溫因素:此因素多為檢修造成,當鍋爐某處位于保溫層內部件出現故障時,檢修必須拆下保溫層進行,維修完成后保溫層不能及時修復,導致鍋爐散熱熱損失增大。
6、管道布置:汽水管道、煤氣管道和風煙管道有一些沒有必要的彎頭和閥門, 增大了管道中流體流動的阻力,同時,系統中有的閥門不能完全開啟, 形成了對流體的節流,增加了工質的局部阻力損失。建議在大修時對管線進行重新布置,減少不必要的彎頭與閥門,對必須用彎頭的地方,采用較大的曲率半徑,以減少流體流動阻力損失;對于開不全的閥門建議維修更換。
7、火焰在爐膛中的位置:可以通過調節各層熱風閥的開度進行調整, 開大上層風門關小下層風門可降低火焰高度, 使煙氣在爐膛中的流動路線變長, 燃料燃燒的空間變大,時間變長,可有效降低排煙溫度,此方法可以在產生蒸汽溫度高、需要投入大量減溫水時運用, 可有效保證蒸汽品質、提高蒸汽產量、防止受熱面結鹽垢。
8、電動機無變頻時,即使鍋爐在很低的負荷下運行,引送風機的耗電量也不會減少,風量的調節只能依靠調節擋板加大風道阻力的方式進行,在鍋爐低負荷運行時浪費大量的電能。
三、提高鍋爐熱效率的措施
由于燃氣是優質燃料,燃煤鍋爐改燒燃氣后,必須保證熱效率達到國家規定的標準, 一般不低于82%。若要提高鍋爐熱效率必須對鍋爐的換熱面進行改進。提高鍋爐熱效率的主要途徑如下。
1、輻射傳熱量的提高
由于中小型燃煤鍋爐以層燃爐為主,也稱火床式燃燒爐。爐膛內有一個高溫燃燒著的燃料層,形成強烈的輻射面。臥式燃煤鍋爐爐膛內設有輻射爐拱, 它與煤層相互輻射,既起到對煤層的點燃作用,又成為鍋爐的輻射加熱面, 同時煙氣中的飛灰也形成固體輻射,這些都是燃煤鍋爐爐內傳熱的主要途徑。
2、對流傳熱量的提高
燃煤鍋爐的煙氣中含有飛灰, 為了防止積灰和便于清掃積灰, 對流管束的間距較大, 煙火管的內徑也較大。改燒燃氣后, 煙氣量減少, 煙速下降, 對流換熱系數降低, 將影響鍋爐熱效率的提高。增加對流換熱量的主要途徑是: 首先清除鍋筒、聯箱及其他受熱面的水垢和灰渣層。
3、鍋爐保溫及煙氣余熱利用
對保溫效果不好的鍋爐重新保溫。由于改燒燃氣后煙氣中沒有灰塵, 可以改用換熱效率高的省煤器, 充分利用煙氣的余熱。
4.控制爐膛與煙道的漏風量
對鍋爐的觀火孔進行密封。對鍋爐的風道和煙道進行密封改造, 特別是磚砌風道和煙道漏風量較大, 當改燒燃氣后, 必須進行密封處理, 最好改為金屬風道。當多臺鍋爐共用一個總煙道時, 每臺鍋爐的分煙道上應設隔斷裝置, 防止煙氣及吹掃過程中的殘留煤氣流入停止運行鍋爐爐膛中去。
5、火焰的調整
為使鍋爐的熱效率保持在82 % 以上, 對鼓風式燃燒器必須使燃燒過剩空氣系數保持在1. 05~1. 1左右, 因此在鍋爐運行過程中對過剩空氣系數應進行不斷的調整。調整方法有兩種: 一是通過燃燒熱效率儀或專用煙氣氧含量分析儀測量煙氣中的含氧量, 根據煙氣的含氧量調整風門的開啟度, 對鼓風式的燃燒器控制過剩空氣系數在1. 1 左右; 二是根據經驗進行調整, 鍋爐冒黑煙空氣供應量不足, 冒藍煙或白煙, 空氣量過大。具體調整方法是關小風門的開啟度, 使煙氣產生黑煙, 然后逐漸開大風門, 使黑煙剛好消失為止, 此時對鼓風式的燃燒器過??諝庀禂禐?/font>1. 1 左右。
四、安全監控系統
根據勞動部熱水鍋爐安全技術監察規程和制和熄火保護裝置,熱水鍋爐壓力降低到發生汽化或水溫升高超過了規定值或水泵突然停轉時, 或蒸汽鍋爐超壓、水位過高或過低時, 自動切斷燃氣供應。目前國內大多數單位在將燃煤鍋爐改燒燃氣時,不論使用進口全自動鼓風燃燒器, 還是使用國產簡易燃燒器, 未遵守這些規定。這使改裝后的鍋爐運行留下了安全隱患, 也有少數單位發生了爐膛爆炸事故。
五、結語
針對以上分析,可以看出,要提高燃氣鍋爐熱效率,首先要按以上的方法進行改造,其次是及時準確的調整,如果能做到以上幾點,不僅能提高燃氣鍋爐運行熱效率,而且能節省投資,燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐在經濟上、技術上是可行的。
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