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工业锅炉运行能效分析与研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

工业锅炉是我国重要热能动力设备,也是能耗和污染大户。截至2015年底,我国锅炉总数达57.92万台[1],其中工业锅炉约57万台,以燃煤锅炉为主。锅炉耗煤约24.8亿t标煤,其中工业锅炉年耗煤量达7.2亿t标煤,约占我国能源消费总量的20%[2]。燃煤工业锅炉污染物排放是重要污染源,年排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别占全国排放总量的33%、27%、9%[3]。燃煤工业锅炉实际运行效率与国际先进水平相差10%~15%,节能减排潜力巨大。

这几组典型离子的共存情况,折射出离子共存问题的复杂性和多变性,通过对这些离子的分析,就是要让我们看到必然和偶然的关系,内因对外因的作用,从而在复习过程中起到以点带线、以线带面、以面带片的学习效果。

为缩小与国际先进水平差距,提高我国工业锅炉整体运行水平,应首先对国内工业锅炉整体运行状况有所掌握。目前,我国许多能效测试机构已开展能效普查,相关测试研究已经开展。天津、广东、浙江和云南等地都开展了在用工业锅炉能效统计分析及节能对策研究[4-7],文献[8-10]从能效测试方法和热效率指标上进行了探讨。但涉及整体能效指标的定量分析数据研究很少。因此,为定量分析工业锅炉运行整体能效状况,对杭州183台工业锅炉进行了能效测试,对结果进行了分析。通过能效指标分析,查找锅炉在能效方面存在的主要问题,并提出解决方案,为锅炉后续节能措施(管理节能和技术改造)提供理论数据和技术依据。

1 能效测试

1.1 测试范围

在测试的183台锅炉中,燃煤/生物质锅炉为136台,燃油(气)锅炉为47台。具体容量分布见表1所示。

1 容量分布

  

燃煤/生物质锅炉燃油(气)锅炉额定蒸发量D<1t/h或Q<0.7MW1≤D≤2t/h或0.7≤Q≤1.4MW220t/h或Q>14MWD<1t/h1≤D≤2t/h或Q≤1.4MWD>2t/h或Q>1.4MW测试数量3615513461922

注:D:额定蒸发量/t·h-1Q:额定热功率/MW。

1.2 测试依据

能效测试采用TSG G0003-2010 《工业锅炉能效测试与评价规则》中锅炉运行工况热效率简单测试规则,指标判断依据TSG G0002-2010《锅炉节能技术监督管理规程》和GB/T 15317-2009《燃煤工业锅炉节能监测》要求。

1.3 计算方法

q2——排烟热损失;

Dsc——实际出力/t·h-1

 

(1)

式中 α——过量空气系数;

O2——排烟氧量/[%]。

偏高原因:(1)没有装设尾部受热面;(2)尾部烟道烟气短路未经过受热面;(3)尾部受热面积灰与结垢;(4)运行负荷改变导致配风不匹配;(5)锅炉设计时未保证足够受热面等。改进措施:(1)利用在线监测技术,根据负荷改变及时调整配风;(2)减少漏风;(3)避免低负荷运行并减少锅炉启停次数;(4)尾部受热面及时清灰与除垢;(5)及时更换腐蚀烟道挡板;(6)增加或改进尾部受热面。tpy也不是越低越好,应根据q2和尾部受热面金属耗量与烟气露点等进行技术经济核算来确定。

热效率计算公式如式(2)

“田歌,你不能这么说话。咱俩过了这么多年,你还不了解我,我在你的心中信任度就如此低?”杜思雨叫了老婆的名字。他似乎感觉到事情的严重性。这根长头发惹的祸好像并不是生活中开开玩笑的事了。

ηj=100-q2-q3-q4-q5-q6

(2)

式中 ηj——反平衡热效率;

热效率计算采用反平衡计算方法,分析指标为排烟温度、过量空气系数、炉渣含碳量、炉体外表面温度、负荷率及热效率。分析指标中:

q3——气体未完全燃烧热损失;

1.2.2 森林古道评价 根据这一评价体系,请55位相关专家学者对73条东阳森林古道进行评分,根据最终综合得分将其分为3个等级(表3)。

q4——固体未完全燃烧热损失;

首先,我们可以从历年至今的两国票房前十的本土电影比较中窥见一斑中韩两国审美趣味的异同。中国的票房十佳为:战狼2、美人鱼、唐人街探案2、红海行动、捉妖记、羞羞的铁拳、捉妖记2、前任3:再见前任、功夫瑜伽、寻龙诀。韩国的票房十佳为:鸣梁海战、国际市场、盗贼同盟、汉江怪物、七号房的礼物、老手、暗杀、双面君王、王的男人、太极旗飘扬。

q5——散热损失;

Clz——炉渣可燃物含量/[%]。

q6——灰渣物理热损失。

由于自联合装置输至硫磺成型装置的液硫中硫化氢含量降低,释放至大气中的硫化氢量减少,大气腐蚀现象得到明显减缓,暴露在大气中的电子设备、管线、仪表元件等腐蚀问题减少,因腐蚀导致的停机故障率大大降低,见表2。

其中:q2的计算,按照如公式(3)

 

(3)

式中 mn——计算系数,与燃料种类有关,具体根据实际燃料选取;

个性化教学模式的发展在诸多方面为学生的学习提供助力,尤其是在学习效果、毕业、就业等方面。可以使学生实现在学业中的成就,如顺利获得学位、从事心仪的职业等,甚至可以因此而受益一生。个性化教学模式的发展在提高学生的学习效率和保证学生顺利毕业甚至帮助就业上有着重要意义,主要表现在以下几个方面。

湖蚀柱目前仅见于朗乡石林花岗岩石林地质公园山脊上,共发现2处,其中一处规模较小,高30 cm,底部直径15 cm,旁侧尚有流水冲蚀的沟槽(图4);另外一处高约5 m,底部直径约0.8 m,构成细柱状孤峰。朗乡花岗岩石林地质公园还产生了蘑菇石这一特殊地质现象(图5)。

tpy——排烟温度/℃;

4.2.2 基于基准、粗放和集约利用等三种情景的各类用地面积SD模型仿真结果中城市土地利用预测总面积年均增长率分别为0.305%、0.761%和0.163%,且其中年均用地面积占比最大的两类建设用地是粗放利用方案中的住宅用地和交通运输用地面积,其值分别达到12.416%和10.090%;基于三种情景的SD-MOP模型的仿真结果中预测用地总面积年均增长率分别为0.743%、2.551%和2.210%,且其中年均面积占比最大两类建设用地则为粗放利用情景下的工矿仓储用地和集约利用情景下的商服用地,其值分别达到16.924%和13.811%。

tlk——入炉冷空气温度/℃。

q3选取依据排烟中CO百分含量来定,当CO≤0.05%时,q3取0.2%,当0.05%q3取0.5%;当CO>0.1%时,q3取1%。CO,%,为测试数据。

q4按照如公式(4)计算

 

(4)

式中 Qnet,v,ar——燃料收到基低位发热量/kJ·kg-1

Aar——收到基灰分/[%];

Cfh——飞灰可燃物含量/[%];

Clm——漏煤可燃物含量/[%];

财务管理在成本控制中首先起到倒逼的功能,对企业的相关人员通过绩效管理等财务管理活动的激励和约束,主动采取有效的成本控制手段,形成员工内的行动驱力;其次是协同的功能,成本控制也依赖管理创新、技术创新,但对短线的成本控制需求,又无法从长线的管理创新和技术创新上获得满足。所以,成本通过财务管理的职能导向,将其进行逆向的分解,对资金进行量化,具体到相关人员岗位上,对相关人员认真执行成本控制的要求予以了积极的促进作用。

以上参数为煤样、渣样实验分析数据。αfhαlm和αlz为飞灰、漏煤和炉渣占入炉燃料总灰量的重量百分比/[%],选取应以锅炉具体燃烧方式来定,但应满足αfh+αlm+αlz=100。燃油(气)锅炉q4为0。

q5选取根据锅炉额定出力来决定,q5的取值范围在0.8%~2.9%之间。当锅炉实际运行出力低于额定出力的75%时,q5可按照如公式(5)~(6)进行修正

 

(5)

 

(6)

式中 q5ed——额定出力下的散热损失/[%];

Ded——额定出力/t·h-1

过量空气系数计算公式如式(1)

Qed——额定热功率/MW;

Qsc——实际热功率。

q6只计算炉渣的物理热损失,飞灰、漏煤的物理热损失不计,按照如公式(7)计算

教育“生活化”,就是要带孩子走出幼儿园,引导孩子运用数学这个工具观察社会、了解社会。出外参观,教师可请孩子观察来往的车辆数;进入菜场就让孩子尝试帮菜农算钱;参观超市就让孩子去了解物品的价格,观察营业员的收银情况。这类活动,不仅大大提高孩子学习数学的积极性,更重要的是能增强孩子的社会交往能力。

 

(7)

式中 Aar——收到基灰分/[%],为分析数据;

(ct)lz——炉渣的焓,根据不同炉型查表选取。燃油(气)锅炉q6为0。

2 结果分析及对策

2.1 排烟温度tpy

q2是锅炉的主要热损失,q2一般约占8%~12%。q2主要取决于tpyα。一般tpy每升高12~15℃,q2就将增加约1%。图1所示为燃煤/生物质、燃油(气)锅炉tpy分布图。由图1(a)可知,136台燃煤/生物质锅炉中,有62%的锅炉tpy高于限定值。其中,最高为357℃,超过限定值110%。由图1(b)可知,47台燃油(气)锅炉中,有77%的锅炉tpy高于限定值。其中,最高为421℃,超过限定值148%。锅炉tpy普遍偏高,其中,燃油(气)锅炉平均排烟温度为216℃,高于燃煤/生物质锅炉的199℃。造成燃油(气)锅炉平均tpy高于燃煤/生物质锅炉的主要原因是燃油(气)锅炉安装尾部受热面的锅炉只有26%,而燃煤/生物质锅炉相对较高,占53%。

哮喘发作时病人易产生焦虑、紧张、恐慌的心理,而精神紧张、激动等不良情绪常会使哮喘加重。医护人员要尽量在病人床旁守护,关心安慰病人,使病人产生安全及信任感。通过诱导、暗示等方法分散病人的注意力,使病人身心放松,保持情绪稳定,有助于缓解症状。

  

图1 锅炉tpy分布图注:根据TSG G0002-2010第八条,D<1 t/h的蒸汽锅炉,排烟温度≤230℃;1 t/h ≤D或Q>1.4 MW的锅炉,排烟温度≤170℃。

2.2 过量空气系数α

α在锅炉运行中是一个非常重要的指标。一般α每降低0.3,锅炉热效率会提高约1%。图2所示为燃煤/生物质、燃油(气)锅炉α分布图。由图2(a)可知,燃煤/生物质锅炉α普遍偏高,平均为3.28,有96%的锅炉α大于限定值。其中,最高α达到了8.32,超过限定值404%。由图2(b)可知,燃油(气)锅炉α相对较好,平均为1.35,但仍偏高,有68%的锅炉α大于限定值。其中,最高α为2.87,超过限定值150%。

对于进入灌浆期的作物而言,其存在较大可能将会感染青枯病。农作物一旦感染青枯病会呈现灰绿色的叶片,以至于突然枯萎甚至死亡,原因是镰刀菌或者腐霉菌侵入了整个植株。与此同时,青枯病还有传染性,因而会迅速波及特定区域内的成片田间作物,作物很可能迅速呈现减产与萎蔫的趋势。

  

图2 锅炉α分布图注:根据TSG G0002-2010第九条,层燃锅炉α≤1.65;正压燃油(气)锅炉α≤1.15。

偏高原因:(1)配风不合理;(2)系统漏风严重;(3)操作不当,大量冷空气进入炉膛;(4)调风方式落后,特别是燃煤/生物质锅炉。改进措施:(1)运用在线监测技术,合理配风;(2)烟风道破损部位进行修补,减少漏风;(3)做好锅炉节能技术改造,改进锅炉除渣设备和除渣门;(4)尽量减少非必要炉门开启;(5)在线监测与变频器联动。

2.3 炉渣含碳量Clz

Clz主要反映燃煤/生物质锅炉的q4q4一般约占5%~15%。图3所示为燃煤/生物质锅炉Clz分布图。由该图可知,燃煤/生物质锅炉Clz控制较好,平均Clz为13.72%,低于限定值。数量上只有35%的锅炉Clz大于限定值,其中,最高为51%,超过限定值240%。Clz控制较好与操作人员把鼓、引风机开最大有关,这样可以保证燃煤/生物质燃烧充分,但过量空气过多,排烟损失很大。

  

图3 燃煤/生物质锅炉Clz分布图注:根据GB/T 15317-2009《燃煤工业锅炉节能监测》5.4条,Clz≤15%。

偏高原因:(1)燃煤/生物质粒度和水分等特性控制不合理;(2)煤层厚度、进煤速度、风煤配比等运行参数调整不合理;(3)炉膛温度过低;(4)锅炉结构设计不合理。改进措施:(1)根据燃煤/生物质特性合理调整锅炉运行参数;(2)调整燃烧,避免低负荷运行,使锅炉炉膛温度合理;(3)技术改造,如改进助燃拱、炉膛水冷系统等;(4)合理设计锅炉结构。

2.4 炉体外表面温度

炉体外表面温度主要反映锅炉q5q5与炉墙结构、保温材料、散热面积及其表面温度等因素有关,q5一般约为1%~3.5%。图4所示为锅炉炉体外表面温度分布图。由该图可知,锅炉炉体外表面平均温度为50.3℃,基本与限定值持平。其中,燃煤/生物质锅炉平均值为51℃,燃油(气)锅炉平均值为48℃。燃煤/生物质锅炉有51%的锅炉大于限定值。其中,最高为87℃,超过限定值74%。燃油(气)锅炉有30%的锅炉大于限定值。其中,最高为64℃,超过限定值28%。总体来说,燃油(气)锅炉的保温效果要好于燃煤/生物质锅炉。

改进措施:(1)加强对炉墙和保温层巡查,对损坏部分进行检修;(2)加厚保温材料和提高绝热材料质量;(3)注意维护,避免受潮或损坏。

  

图4 锅炉炉体外表面温度分布图注:根据TSG G0002-2010第十三条,当周围环境温度为25℃时,距门(孔)300 mm 以外的炉体外表面温度不得超过50℃,炉顶不得超过70℃。

2.5 负荷率

图5所示为燃煤/生物质、燃油(气)锅炉负荷率分布图。由图5(a)可知,燃煤/生物质锅炉负荷率主要分布在40%~60%,平均负荷率只有58%。其中,最低负荷率仅为25%,“大马拉小车”现象较为严重。由图5(b)可知,燃油(气)锅炉负荷率主要分布在60%~80%,平均负荷率为70%,比燃煤/生物质锅炉高12%,但整体负荷率仍偏低。其中,最低负荷率仅为33%。

  

图5 锅炉负荷率分布图

2.6 反平衡热效率ηj

偏低原因:(1)使用单位在设计选型配置时不合理;(2)使用单位负荷季节性影响等。改进措施:(1)选型配置时,尽量使锅炉组合具有较好的变负荷调节能力;(2)最小出力尽量与最低负荷相匹配;(3)采用模块化锅炉组合。

图6所示为燃煤/生物质、燃油(气)锅炉ηj分布图。由图6(a)可知,燃煤/生物质锅炉ηj平均为69%,有63%的锅炉ηj高于限定值,符合要求。其中,ηj最低为41%,低于限定值41%。由图6(b)可知,燃油(气)锅炉ηj平均为88%,有96%的锅炉ηj高于限定值,符合要求。其中,ηj最低为78%。燃油(气)锅炉ηj控制较好。另外,由该图可知,随着锅炉额定蒸发量和热功率的增加,ηj也随之提高。总体看,锅炉ηj基本控制较好,但与热效率目标值相比,特别是燃煤/生物质锅炉,还有较大差距。

索尔的悲剧同时也是格拉斯哥的悲剧。英国的工业城市在20世纪50年代末、60年代初普遍开始衰退,其中以重工业为主的格拉斯哥是重灾区。衰落导致了大量失业和土地的空置、废弃以及污染。工业岗位的缺乏导致人们收入减少、债务增加、生活艰难和许多其它社会问题,如人们健康水平下降、酗酒和吸毒蔓延。可以说,20世纪70年代的格拉斯哥充斥着与物质性衰败和社会性瓦解相伴生的低迷情绪。(图罗克 2005:61)在格雷看来,格拉斯哥不仅面临着经济、政治和民生等方面的问题,而且在文化艺术上也几乎是一片不毛之地。他借索尔之口解释说:

  

图6 锅炉ηj分布图注:在用锅炉运行工况下ηj限定值应该根据TSG G0002-2010附件A1.1和A3锅炉额定工况下ηj限定值乘以90%来得出。

偏低原因:(1)设备本身问题:如炉膛设计不合理、受热面积灰与结垢、炉墙漏风、辅机配套不匹配、水处理设备不合格等;(2)操作运行问题:操作人员水平低、锅炉房管理和规章制度不完善;(3)生产安排问题:负荷变化大、检修不及时等;(4)燃料方面问题:实际燃料规格、品种与设计相差较大。改进措施:(1)设计要合理,燃料与炉型要相适应,辅机与锅炉本体选型相匹配;(2)加强巡查,对设备本体损坏和不合理部分加以技术改造;(3)组织好燃烧,根据燃料、负荷变化情况,合理供燃料,合理供风;(4)加强培训,提高操作人员水平,建立锅炉房节能规章制度等。

2.7 尾部受热面

图7所示为锅炉尾部受热面对ηj影响分布图。由该图可知,对燃油(气)锅炉,安装尾部受热面的锅炉平均ηj达到了90%,比未安装的锅炉高了3%;对燃煤/生物质锅炉,安装尾部受热面的锅炉平均ηj为75%,比未安装的锅炉为高了8%,效果更加明显。说明加装尾部受热面是提高ηj的有效途径。

  

图7 锅炉尾部受热面对ηj影响分布图

3 结论

对183台工业锅炉进行了能效测试,采用运行工况热效率简单测试,热效率采用反平衡计算方法。测试完毕,从排烟温度、过量空气系数、炉渣含碳量、炉体外表面温度、负荷率及热效率等指标对测试结果进行分析,并提出造成的原因和改进措施。

结论如下:tpyα普遍偏高;Clz控制较好,但与操作人员把鼓、引风机开最大有关;炉体外表面温度控制较好;锅炉负荷率偏低,“大马拉小车”严重;ηj总体偏低,燃油(气)锅炉较好,平均值为88%,而燃煤/生物质锅炉为69%,还有较大差距;2 t/h以下锅炉是淘汰重点,2~20 t/h锅炉节能空间较大。

参考文献

[1]国家质检总局.全国特种设备安全状况通报[R].北京:2016.

[2]中华人民共和国统计局.中国统计年鉴[R].北京:2016.

[3]燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案[R].北京:2014.

[4]许崇涛,张旭,陈志刚,等.天津市在用工业锅炉能效统计分析及节能对策[J].工业锅炉,2016(4):42-45.

[5]卢黎明,黄晖,曹勇,等.在用工业锅炉能效状况分析与对策[J].工业锅炉,2016(1):44-47.

[6]赵海滨,冯维君,刘乐雄,等.浙江省工业锅炉节能现状与对策[J].中国特种设备安全,2014,30(8):56-61.

[7]毕克刚,魏云辉,周亚洁,等.浅议现场节能监测在节能监察中的重要作用[J].节能技术,2016,34(3):239-243.

[8]刘明舜.一台燃气锅炉能效测试结果分析及值得探讨的问题[J].质量技术监督研究,2016(4):9-12.

[9]孙刚,齐国利.工业锅炉能效测试的炉渣和飞灰含碳量测定方法[J].节能技术,2014,32(2):155-157.

[10]卢伟业,李越胜,冯国行,等.一种用于燃天然气蒸汽锅炉热效率的快速预测方法[J].节能技术,2017,35(1):21-25.

 
赵辉,邱征宇,汪宏,熊伟东
《节能技术》 2018年第02期
《节能技术》2018年第02期文献

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