鍋爐節能

鍋爐節能是一種技術。它可以提高鍋爐的熱效率，能夠使鍋爐的熱效率達到70%-80%，可以節煤10%-15%。鍋爐節煤是通過一種鍋爐自動化節能控制系統（專利技術）： 對鍋爐設備中的引風機、鼓風機、爐排、水泵共四台較大型電動機採用相應容量的能控制改變電機轉速的變頻器啟動控制。並將鍋爐蒸汽輸出口的壓力表替換成帶壓力檢測感測器的壓力表，同時將鍋爐原水位表改裝成水位檢測感測器裝置。

基本介紹

• 中文名：鍋爐節能
• 外文名：boiler energy conservation
• 作用：提高鍋爐的熱效率
• 基本原理：使燃燒煤達到強化燃燒
• 技術： 加裝燃油鍋爐節能器
• 領域：能源工程

簡介

在控制櫃中加裝可程式序控制器。將壓力給定值和水位給定值根據用戶要求提前寫入可程式序控制器，由壓力感測器和水位感測器檢測到的信號回饋給可程式序控制器後，進行運算、比較，然後輸出頻率信號，合理控制各個電機的轉速，達到引風、鼓風、爐排、水泵電機的同步調節，進而達到輸出恆定的氣壓值並節約能源的目的。

基本原理

基本原理是把高新材料技術、燃燒技術和鍋爐綜合技術有機結合在一起，通過一系列物理、化學變化，使燃燒煤達到強化燃燒，充分燃燒，完全燃燒的一種全新的燃燒方式。這種技術已經得到了國家和用戶的認可。

節能效率舉例

以10噸鍋爐24小時節煤為例

一小時每蒸噸設計煤耗量最低為150公斤

10噸爐每小時耗煤為：

150公斤×10=1500公斤=1.5噸

一晝夜24小時耗煤量為：

1.5噸×24=36噸

按節煤率10%計算：

36噸×10%=3.6噸（一晝夜）

生產爐一年運行天數按300天計算，另60天為停爐修理時間，一年節煤3.6×300=1080噸。

以遼、吉、黑東北地區為例煤價取600元每噸，節煤1080噸×600元/噸=64.8萬元；

取暖爐一個採暖期按150天計算：

50×3.6噸=540噸

540噸×600元/噸=32.4萬元

結論：無論是生產爐還是採暖爐，不到一個採暖期就能收回改造投資。

鍋爐節煤節能技術

1、 加裝燃油鍋爐節能器；

2、 安裝冷凝型燃氣鍋爐節能器；

3、採用冷凝式餘熱回收鍋爐技術；

4、 鍋爐尾部採用熱管餘熱回收技術；

5、 採用防垢、除垢技術；

6、 採用燃料添加劑技術；

7、 採用新燃料，用清潔可再生的能源替代；

8、 採用富氧燃燒技術；

9、 採用旋流燃燒鍋爐技術；

10、採用空氣源熱泵熱水機組替換技術；

11、燃煤鍋爐改裝成燃油(氣)鍋爐。

鍋爐節能的八大方案

蒸汽的有效利用

蒸汽是鍋爐的產品，應嚴格按計畫使用。在有多台鍋爐的鍋爐房，每台鍋爐負荷（供汽量）的分配應按機組總效率最高的原則分配。鍋爐負荷先由效率高的鍋爐承擔，至滿負荷後，再由效率低的鍋爐承擔負荷。
為有效利用蒸汽，在各種情況下均不應將高壓蒸汽白白地膨脹為低壓蒸汽而未得到功的利用。應杜絕向空氣排汽，尤其在鍋爐啟動時，應儘量少向空排汽，或將這部分蒸汽利用起來。為了節省能量，鍋爐應儘量少排污，排污量應控制在5%以下，最佳為2%，儘量利用排污熱量，可裝排污擴容器或換熱器利用之。應保持疏水器正常工作。可用擴容器回收疏水器的熱量，疏水器里的蒸汽凝結水，水質好，是優質鍋爐給水，回收後可節省水處理費用。應防止各種管道、閥門漏汽漏水，總泄量不超過2～3%。應回收各種餘熱和廢熱。

管道保溫

蒸汽管道、熱水管道及各種用熱設備都會向周圍的空氣散失熱量，另外為了安全的目的，必須對輸汽、水管道保溫。
保溫用絕熱材料應符合以下要求：
1）導熱係數低、絕熱性能好。導熱係數λ<0.12千卡/米.時.℃
2）管內介質達到最高溫度時，性能仍較穩定，而且機械性能良好，一般抗壓強度不低於3公斤/厘米²。
3）當熱介質溫度大於120℃時，保溫材料不應含有有機物和可燃物。只有當介質溫度在80℃以下時，保溫材料內可含有有機物。
4）保溫材料要求吸濕性小，對管壁無腐蝕，易於製造成型，便於安裝。
符合上述要求的保溫材料有膨脹珍珠岩、鹼玻璃纖維、泡沫塑膠、石棉和礦渣棉等。
保溫層的厚度一般按以下原則確定：
1）保證管道的熱損失在規定值以下。
2）保溫層表面溫度不超過55～60℃。
3）保溫層的經濟厚度為應使保溫層的費用及熱損失折合為燃料費用之和最小。
為減少蒸汽管道的散熱損失，應儘可能採用小的管徑，並縮短輸送距離，同時應使其壓降較小。在輸送蒸汽前將汽壓降低到最低必須的數值。如壓降較大，則應利用其作功。對於動力裝置，應採用高溫高壓蒸汽；對於工藝用汽，應採用低壓和小的過熱度。對供熱設備和管道進行良好的保溫是重要的節能措施。

熱水供暖

除了生產工藝必須使用蒸汽以外，對於供暖、通風和熱水供應等應採用熱水供熱。其主要優點是：
1）熱水供暖可以節約大量燃料20～40%。因為它沒有凝結水和二次蒸發損失。其次，熱水供暖管道散熱損失小。蒸汽供暖管道漏汽損失較大。蒸汽鍋爐需要連續和定期排污，而熱水鍋爐只需少量的定期排污。最後，熱水供暖可根據室外環境溫度的變化，靈活地對熱水進行質量調節，達到既節約燃料又保證供熱質量的要求。
2）高溫熱水供暖系統的維修費用比蒸汽供暖低。實踐證明，熱水供暖系統維修費用只是蒸汽供暖系統的1/3，維修人員可相應地減少一半。
3）熱水供暖熱半徑大，可達幾十公里，而蒸汽供暖受管道阻力損失限制，一般僅為2～3公里。
4）高溫水供暖適合於區域性供熱事業的發展。而採用區域性集中供熱不僅可以節約大量燃料，又可減少鍋爐對大氣環境的污染。
熱水採暖的缺點是外部管網的投資比蒸汽供暖要大，尤其是供水和回水的溫差較少時更為顯著。熱水採暖循環泵的容量大，消耗電能多，增加了運行費用。由於水的比重大，對於地形高度差大的地區以及高層建築中會產生相當大的重位壓差，給系統設計和運行帶來了很大的複雜性。但是從全面衡量，熱水供暖經濟效益顯著，因此，應大力發展熱水供暖，在區域鍋爐房安裝高效率大容量的熱水鍋爐。
隨著供熱半徑的擴大，提高供水溫度是必然趨勢。提高供回水溫差可減少循環水量，降低管網費用，節省電能。但是大多數單位實際採用的供水溫度多低於100℃，根據我國條件，應提高供水溫度130℃系統的運行管理水平，有重點地推廣150℃。將區域鍋爐房的供回水溫差提高到0～60℃是可能的。設計管網時，選用經濟比壓降，使熱網費用最小。對於集中供熱的乾管，經濟比壓降值約為40～60pa，支管內的比壓降為200～300pa。管內流速推薦1.5m/s，但不得低於0.67m/s，以免流速過低造成管道彎曲，引起過大的熱應力。

區域鍋爐房集中供熱

我國供熱系統基本上是採用小鍋爐分散供熱的方式，鍋爐效率低、能源利用率差、環境污染嚴重，而採用具有規模和場地的選擇比較靈活、以及不定因素少、投資少、建設周期短、能較快發揮投資效益的區域鍋爐房集中供熱可節省燃料，提高能源的利用率，在這點上深圳卓益節能做的最好。區域鍋爐房集中供熱就是用高效率大容量鍋爐代替分散小鍋爐的一種集中供熱方式。集中供熱就是由一個大型的熱源通過熱力管網向一個或幾個較大區域或工業企業供熱的方式。它由熱源、熱網和熱用戶組成。
集中供熱的熱效率由鍋爐、管道和熱網三部分效率組成。由於鍋爐熱效率提高所獲得的效益足以補嘗熱網系統輸送熱量所產生的損失時，就開始節省燃料。區域鍋爐房節能的關鍵是要採用高效率的鍋爐代替分散低效率的小鍋爐，因此，區域鍋爐房的容量不能太小，至少應有容量不少於10t/h兩台，即供熱量應在50GJ/h以上，相應的供暖面積應在20萬平方米以上。

熱點連廠

凝汽式發電廠的主要熱損失是汽輪排汽的熱量在凝汽器中被冷卻水帶走，無法加以利用，這部分熱損失通常占40%—60%，因而使凝汽式電廠的效率不高。如果採用熱電聯產方式，將汽輪機的排汽或抽汽用於供熱，可大大減少汽輪機的排汽損失，同時用高效率大容量的鍋爐代替低效率小鍋爐，可使能源利用率大大提高，因此能取得很大的經濟效益。可採用建設大型熱電廠、凝汽式電廠改造供熱及企業自備中小型熱電廠等熱電聯產方式。
在工業集中的地區可以建設大型熱電廠，在採暖熱負荷大的北方大中城市可以建設供暖熱電廠，在供暖季節按熱電聯產運行，在非供暖季節按凝汽方式運行。對有凝汽式機組，可採用冷凝器低真空運行或在汽輪機高低壓缸連通管上打孔抽汽的辦法供熱，可取得顯著的節能效果。
對於不具備由中心熱電廠供熱的大中型企業，當具有連續穩定的用汽量在20t/h以上時，一般均有建立自備熱電廠的條件。這類企業可以選擇20t/h次中壓鍋爐式或35t/h中壓及次高壓鍋爐，1.5MW或3MW背壓式汽輪發電機組，建立以供熱為主，發電為輔的自備熱電廠，可取得很大的經濟效益。與分散的小型工業鍋爐相比，由於鍋爐熱效率提高，熱電聯產的燃料消耗與小型鍋爐相當。在同樣的供熱條件下，利用熱電聯產，可獲得額外的電能。
自備熱電廠一般採用次中壓、中壓或次高壓背壓機組，以汽定電，以熱負荷決定發電量，機組功率可從1MW到12MW，型式多樣，機動靈活。如生產工藝要求兩種供汽壓力，則可採用抽汽背壓機組。由於背壓機組在低負荷時的效率很低，因此在選擇機組時，熱負荷一定要落實，堅持以熱定電的原則。由於採用背壓機組帶基本負荷，供電煤耗比大型凝汽式電廠更為優越，而且投資少，建設快，收效明顯等優點，應予以重視。由於供汽量不太大，供汽半徑一般不超過2～3Km，否則由於熱電廠得到的效益，大部分消耗於管路的壓降與熱損失，加上管網投資的增加，經濟上就不合算了。

裕壓發電

在印染、紡織、製糖、造紙、化肥、化工等許多行業，大量需要工藝用汽，但所需壓力不高，一般小於3×10⁵Pa，而熱源供汽，包括自備鍋爐供汽或熱電廠供汽，其壓力較高，多在13×10⁵Pa以上，因此在供汽與用汽設備之間存在一定的壓差，利用這一壓差發電的方式叫裕壓發電。它是將熱源供給的蒸汽先進入背壓汽輪機發電，再將其排汽供用熱設備使用，這樣可使熱能得充分利用，因而提高了能源利用率。
裕壓發電，具有如下一些優點：
1)背壓發電效率高，能耗低，可大量節省燃料。
2)背壓機組設備簡單，投資少， 建設快。裕壓發電的投資一般可在三年內回收，建設周期大約為一年左右，因而能較快地取得經濟效益。
3)裕壓發電成本低，經濟效益顯著，裕壓發電成本略低於電力系統發電成本，如將裕壓電供企業使用，則與電網供電價格相比，便宜得多，能為企業取得較大的經濟效益。
4)在供電緊張地區，增加電力可增加供電的可靠性，對保證企業正常生產有很大意義。
5)裕壓發電運行和管理簡便可靠，而且不需要大量冷卻水源。
裕壓發電的經濟性與機組容量、初終參數、負荷率及利用小時數等因素有關，如設計不合理，則經濟效益大大降低，反而成為企業的負擔。
機組容量大小對裕壓發電的經濟性有影響。由於鍋爐、汽輪機效率都隨機組容量減小而降低，而單位容量的設備投資費用、運行管理費用卻隨容量減小而增大，因此機組容量不能太小，一般應大於300kW。
汽輪機參數對裕壓發電的經濟性也有影響。由於裕壓發電的初壓受到供汽壓力的限制，汽輪機排汽溫度一般都能滿足工藝使用的要求，因此對裕壓發電的初壓發電，主要是對初溫和排汽壓力可作一些選擇。當初終壓力一定時，提高初溫可使汽輪機實際發電功率增加，因而對裕壓發電的經濟性有利。因些對裕壓發電機組，宜採用過熱蒸汽，過熱汽溫採用300℃或350℃較為有利。降低汽輪機的排汽壓力對裕壓發電的經濟性影響很大，比提高初壓更為有利。當然，排汽壓力受到用汽設備對汽壓要求及輸汽管道阻力的限制，但是在設計供熱系統時，儘量降低工藝用汽設備對汽壓及管道阻力，還有不少潛力可挖。當管道阻力較大時，採用較大直徑的管道，可取得顯著的效果。
汽輪機的負荷率對裕壓發電的經濟性影響很大。裕壓發電要取得顯著的經濟效益，必須保持高的負荷率，也就是要連續穩定地維持在經濟負荷下運行。為此，在選擇機組容量時，一定要以汽定電的原則，根據基本熱負荷來確定。這樣，裕壓發電機組滿足基本熱負荷，而鍋爐容量有一定的裕度，在尖峰負荷時，由減溫減壓器補充，則可獲得更好的經濟效益。對已有裕壓發電機組，如果負荷率太低，則應設法擴大供熱範圍，增大供汽量，以提高機組的經濟性。同樣，設備的利用小時數將影響投資的回收年限，因此應保持足夠的年運行小時數。對於供採暖熱負荷的機組，設備利用率較低，則可發展吸收式製冷循環和蒸汽噴射式製冷循環，在夏季，利用熱能製冷，使全年熱負荷比較均衡。

熱管換熱器回收鍋爐煙道餘熱

熱管是一種高效傳熱元件，由熱管組成的換熱器體積小、重量輕、傳熱功率大，流動阻力小等許多優點。熱管換熱器屬於熱流體互不接觸的表面式換熱器，作為工業鍋爐的尾部受熱面，可充分利用鍋爐的排煙餘熱，提高鍋爐效率，節約能源。可用作為熱管空氣預熱器、熱管式省煤器和熱管式熱水器。熱管式空氣預熱器用來加熱燃燒用的空氣，不僅可以降低排煙損失，而且採用熱空氣可大大加強燃燒，能有效地降低灰渣含炭量和化學不完全燃燒損失，因此可大大提高工業鍋爐效率。熱管省煤器用來加熱鍋爐給水，熱管熱水器用來加熱生產和生活用的熱水，都可以提高能源的利用率，套用也很普遍。

蒸汽蓄熱器

蒸汽蓄熱器是利用水的蓄熱能力把熱能儲存起來的一種裝置，它是由蓄熱器本體和控制蒸汽進出自動調節閥兩個主要部分組成的。蓄熱器的原理是以熱水為介質來儲存熱能的壓力容器。在用氣負荷有波動的情況下，利用蓄熱器充熱和放熱作用，調節負荷需要，保持鍋爐穩定運行，達到節約燃料，提高鍋爐效率的目的。

當蒸汽使用量不大時，將剩餘蒸汽以通過噴嘴進入容器，使蓄熱器內的水溫和壓力逐漸上升，直到額定壓力下的飽和溫度，完成熱能的儲存。當蒸汽使用量增大時，就由蓄熱器供汽，蓄熱器內的壓力就下降。蓄熱器的工作壓力受鍋爐壓力的限制，當鍋爐額定壓力與汽壓有很大的壓差時，蓄熱器單位容積所產生的蒸汽量就多，使用蓄熱器的經濟效益就高。在採用蓄熱器時，宜選用工作壓力較高的鍋爐，用汽部門按不同壓力分類，分別配置蒸汽管路，以提高蓄熱器工作的經濟性。

綜上所述，工業鍋爐的節能有系統節能、軟體節能與硬體節能相結合等措施。我們要有效地利用蒸汽，回收和利用餘熱蒸汽。對各種管道進行保溫，利用熱管換熱器、蒸汽蓄熱器等裝置進行節能。採用熱水鍋爐供暖、區域鍋爐房集中供熱、熱電聯產和裕壓發電等方式提高能源的利用率，可取得很大的經濟效益。這裡只是簡單介紹一些基本和常見的節能措施，還有很多節能措施等待我們去研究和利用。只要真正重視能源的節約和合理利用，採取各種有效措施，就可不斷地提高工業鍋爐的能源利用率，使有限的能源，發揮更大的作用，為國民經濟的發展奠定堅實的物質基礎。