锅炉节能改造的具体节能方式有哪些?又能达到多大的节能率?

工业锅炉节能改造技术可提高锅炉热效率,可达70%-80%,节煤10%-15%。基本原理是将高新材料技术、燃烧技术和锅炉综合技术有机结合,通过一系列物理化学变化,使燃烧的煤达到强化燃烧、充分燃烧和完全燃烧。这项技术得到了国家和用户的认可。

现在有一种比较先进的节能技术:纳微米高辐射涂层技术。纳微米高辐射涂层技术是在传热物体表面涂覆一层具有纳微米粒径和高发射率的材料,使物体表面具有更强的吸收和辐射热量的能力,提高物体的传热效率。

纳微米高辐射涂层技术通过在表面涂覆少量高辐射材料,改变耐火材料表面的物理性质、形貌、化学成分、微观结构和应力状态,获得优异的传热性能和力学性能,因此具有良好的经济性和技术性。

节能原则

热传递有三种方式:对流、辐射和传导。

一般来说,炉温在900摄氏度以上时,传热以辐射为主,辐射传热是对流传热的15倍,占80%以上。

耐火材料的发射率在常温下一般为0.6 ~ 0.8,随着炉温的升高,发射率会大大降低,高温时只有0.4 ~ 0.5,而高发射率涂料的发射率总能在0.9以上。

根据基尔霍夫定律,材料的吸收率和发射率是相等的。当物体表面的发射率提高时,其吸热能力也相应提高。

工业锅炉节能改造技术——节能效率以10吨锅炉24小时节煤为例,每小时每蒸吨最低设计煤耗为150 kg。

10吨锅炉每小时耗煤量为:150kg×10 = 1500kg = 1.5吨。

一昼夜24小时耗煤量为:1.5吨× 24 = 36吨。

按节煤率10%计算:36吨×10% = 3.6吨(一昼夜),生产炉一年运行300天,另外60天为停工检修时间,一年节约3.6×300 = 1080吨。以辽宁、吉林、黑龙江等东北地区为例。煤价每吨600元,节煤1.08吨×600元/吨= 64.8万元。加热器一个采暖期按150天计算:50×3.6吨=540吨,540吨× 600元/吨= 32.4万元。

工业锅炉节能改造技术

-(1)增加燃油锅炉省煤器;经过节油器处理的碳氢化合物的分子结构发生变化,细小分子的数量增加,分子间距离增加,燃料的粘度降低。这样一来,燃油在燃烧前的雾化和细化程度大大提高,燃油在低氧条件下喷入燃烧室时燃烧充分,因此燃烧设备的鼓风量可减少15%至20%,避免了烟道中带走的热量,烟道温度降低5℃至10。燃烧设备的燃料经过省煤器处理后,由于燃烧效率的提高,可节约燃料4.87% ~ 6.10%,且明显的是火焰明亮刺眼,黑烟消失,炉膛清澈透明。彻底消除燃烧喷嘴的结焦现象,防止再次结焦。消除了燃料不完全燃烧导致的炉壁积渣现象,达到了环保节能的效果。大大减少燃烧设备排出的废气对大气的污染,废气中的一氧化碳(CO)、氮氧化物(氮氧化合物)、碳氢化合物(HC)等有害成分大大减少,排放的有害废气减少50%以上。同时,废气中的粉尘含量可降低30%-40%。安装位置:安装在油泵和燃烧室或喷嘴之间,环境温度不超过360℃。

工业锅炉节能改造技术

——②安装冷凝式燃气锅炉省煤器;

烟气冷凝器烟气冷凝器燃气锅炉排出的烟气中含有高达18%的水蒸气,其中含有大量未被利用的潜热,导致烟气温度高,显热损失大。天然气燃烧后仍排放氮氧化物和少量二氧化硫等污染物。降低油耗是降低成本的最佳途径。冷凝式燃气锅炉省煤器可以直接安装在现有锅炉的烟道中,回收高温烟气中的能量,降低燃料消耗,经济效益十分明显。同时,水蒸气的冷凝吸收了烟气中的氮氧化物、二氧化硫等污染物,减少了污染物排放,具有重要的环保意义。

工业锅炉节能改造技术

——③采用冷凝式余热回收锅炉技术;传统锅炉中,烟气温度一般为160 ~ 250℃,烟气中的水蒸气仍处于过热状态,不可能凝结成液态水并释放汽化潜热。众所周知,锅炉的热效率是根据燃料的低位热值计算的,并没有考虑燃料高位热值中汽化潜热的热损失。所以传统锅炉的热效率只能达到87% ~ 91%。冷凝式余热回收锅炉将烟气温度降低到50 ~ 70℃,充分回收烟气中的显热和水蒸气的冷凝潜热,提高热效率;冷凝水也可以回收。

工业锅炉节能改造技术

-④锅炉尾部采用热管余热回收技术;余热是在一定的经济技术条件下,能源利用设备中未被利用的能量,即多余和废弃的能量。包括高温废气余热、冷却介质余热、废蒸汽和废水余热、高温产物和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气和废物余热、高压流体余压等七种。据调查,各行业余热资源总量约占燃料消耗总量的17%~67%,可回收余热资源约占余热资源总量的60%。

超导热管是热管余热回收装置的主要导热元件,与普通换热器有本质区别。热管余热回收装置的换热效率可达98%以上,这是任何普通换热器都达不到的。热管余热回收装置小,仅为普通换热器的1/3。其工作原理如图:烟气通道在左侧,洁净空气(水或其他介质)通道在右侧,中间有隔板互不干扰。高温烟气从左侧通道排出,排出时高温烟气冲刷热管,当烟气温度>:热管在30℃激活时,会自动向右侧导热。此时热管左侧吸热,高温烟气流经热管后温度下降,热量被热管吸收传导至右侧。在鼓风机的作用下,室温的洁净空气(水或其他介质)沿右通道反方向流动冲刷热管。此时热管右侧放出热量加热洁净空气(水或其他介质),空气流经热管后温度上升。在锅炉的烟道处安装由多根热管组成的余热回收装置,吸收烟气中的热量并高速传导到另一端,使烟气温度降低到露点附近,减少散热损失。加热的清洁空气可以干燥材料或将其补充到锅炉中进行循环利用。提高锅炉和工业窑炉的热效率,降低燃料消耗,达到节能的目的。

在工业燃油、燃气、燃煤锅炉的设计制造中,为防止锅炉尾部受热面的腐蚀和堵灰,标准排烟温度一般不低于180℃,最高可达250℃。高温烟气排放不仅浪费大量热能,而且污染环境。

热管余热回收器可以回收烟气的热量,回收的热量可以根据需要用于加热水作为锅炉补给水和生活用水,或者加热空气作为锅炉助燃空气或者干燥物料。节约燃料成本,降低生产成本,减少尾气排放,节能环保一举两得。改造投资可在3-10个月内收回,经济效益显著。

工业锅炉节能改造技术

-⑤采用防垢除垢技术;通过使用锅炉除垢剂和电子防垢剂,优化了水汽循环系统,合理控制了锅炉排污量,减少了水垢,提高了锅炉热效率。

工业锅炉节能改造技术

——⑥采用燃油添加剂技术;在燃油中添加添加剂可以优化燃油,减少烟尘,提高热效率。

工业锅炉节能改造技术

-⑦采用新燃料;通过使用新型环保燃料油达到降低燃料成本的目的。

工业锅炉节能改造技术

-⑧采用富氧燃烧技术;空气中的氧含量≤21%。工业锅炉的燃烧也是在这样的空气下进行的。实践表明,当锅炉燃烧的煤气氧量达到25%以上时,节能高达20%;锅炉启动加热时间缩短1/2-2/3。富氧是用物理方法收集空气中的氧气,使收集到的气体中氧气含量为25%-30%。富氧燃烧是一种新型节能环保技术。近十年来,随着环保要求的不断提高和节能的需要,富氧燃烧作为一种新的燃烧技术在世界范围内蓬勃发展。现在西方一些发达国家要求所有新建的工业炉和锅炉不能用普通空气燃烧,而要用富氧空气燃烧。

工业锅炉节能改造技术

-⑨采用旋流燃烧锅炉技术;众所周知,传统锅炉有两个缺点。一种是燃烧时冒出烟尘,成为重要污染源;二是煤渣燃烧不充分,能源浪费极其严重。与传统工业锅炉相比,纯无烟节能旋流燃烧锅炉新技术具有绝对优势。比手烧锅炉节煤30%~35%,比链条式自动锅炉节煤25%。由于纯无烟再节能技术采用PID变频和ABM节电系统,比传统锅炉节电40%,挥发分可燃烧利用90%以上,而传统锅炉挥发分燃尽率只有78%左右,22%的烟气排入大气。纯无烟再节能旋流燃烧技术使灰渣燃尽率达到97%,而传统锅炉灰渣燃尽率仅为80%左右。正是因为这些原因。纯无烟节能燃烧技术可将炉温从原来的1200℃提高到1500℃左右,提高燃烧效率,节约燃料,满足客户需求。

工业锅炉节能改造技术

-⑩空气源热泵热水机组的替代技术;用空气源热泵热水机组替代现有的油(气)热水锅炉;可节约30%至50%的能源消耗