最新工业锅炉改造工程2.docx

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最新工业锅炉改造工程2

工业锅炉改造工程2

工业锅炉改造工程

概述

我国工业锅炉运行现状及改造方向

节能改造

工业锅炉技术经济和环境评价标准

概述

我国是以燃煤为主的国家，煤炭在一次能源中的比重约为70%，以煤为主的能源结构还将维持相当长的一段时期。

我国共有60多万台，120多万蒸吨工业锅炉，其中燃煤的工业锅炉占85%，并且以层燃方式为主。

工业锅炉年消耗原煤占全国煤年产量的1/3，而且效率低，污染物排放高。

积极地开发，研究和应用节能技术对于提高工业锅炉的效率，降低污染物排放和促进工业锅炉的可持续发展有重要的意义。

我国工业锅炉的现状及改造方向

由于我国工业锅炉（特别是燃煤锅炉）产品设计和制造往往是重锅炉本体而轻燃烧设备,重锅炉主机而轻配套辅机和附件,加上燃煤供应品种、煤质多变,实际燃煤与设计煤质偏离;用户使用锅炉时普遍存在“大马拉小车”的现象,大多数锅炉经常处于低负荷运行;锅炉运行检测仪表不全、司炉工操作技术和运行管理水平不高等致使我国工业锅炉产品的实际运行效率往往要比鉴定热效率低10～15个百分点,结果造成一次能源的浪费。

下面主要对在用燃煤工业锅炉存在的问题进行分析,至于燃油（气）工业锅炉目前存在的问题主要是排烟温度过高,这一问题可以通过增加尾部受热面即加装所谓的节能器来加以解决。

　1.煤质差且煤种多变

我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家,这一能源资源特征决定了我国的工业锅炉只能以燃煤为主,且这一现状在2010年前不会有根本改变,这与目前国外的情况相差很大。

如:

日本燃煤工业锅炉仅占总数的1%,美国和西欧国家也不过是1%～3%,石油危机后燃煤工业锅炉略有增加。

前苏联燃煤工业锅炉较多,约占40%。

就燃煤供应来讲,不同地区的煤质相差较大,有些地区的煤质很差。

工业锅炉的燃煤多为未经过洗选加工的原煤,颗粒度、灰分等没有保证,原煤中颗粒度<3mm的细末含量有的高达45%～65%,而颗粒度>10mm的块粒含量仅占15%～30%。

由于我国幅员广大,产煤地区和大、中城市工业锅炉所使用的多为多品种煤———主要是烟煤、无烟煤、贫煤等,工业锅炉使用的煤种经常发生变化。

虽然北京、上海等一些大城市为改善工业锅炉的燃烧而供应部份专供工业锅炉燃用的动力配煤,但目前全国各城市动力配煤的配制能力仍然不大。

我国的燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主,而层燃锅炉对煤种的适应性较差,当燃用煤种发生变化时,它的燃烧情况必然会变化,一般是变得更差些;况且供应的煤种经常变化,也使锅炉运行、管理人员无法掌握煤质情况,摸不清运行规律,也不能采取有针对性的应对措施。

这样既降低了锅炉运行热效率,也增加了锅炉污染物排放。

2.　在用工业锅炉平均容量小,运行负荷低

我国在用工业锅炉的平均容量近几年虽然有所提高,但仍然较小,2003年在用工业锅炉平均容量也只有2.38MW/台。

同时,锅炉运行负荷大多低于额定负荷。

据统计目前全国工业锅炉的平均运行负荷只是额定负荷的50%左右。

由于锅炉的低负荷运行,致使一些锅炉运行参数难以控制在合理的范围内,如炉膛温度、给风量、漏风系数等。

如锅炉在50%负荷下运行,散热损失比在额定负荷运行时增大一倍,同时容易造成漏风量增大,火床和炉膛温度偏低,燃烧速度明显减慢，煤中的固定碳燃烧变得越加困难,炉渣含炭量增加,这样就使不完全燃烧热损失和排烟热损失增大,运行效率下降。

同时由于烟气温度及流速在变化,增大了尾部受热面腐蚀与积灰堵塞的可能性。

3.锅炉设备本身存在较多不足

工业锅炉多数是层燃炉,燃烧设备存在的缺陷较多,主要是对燃烧设备的设计、制造不够重视造成的,在我国绝大多数锅炉制造企业只重锅炉本体设计,对燃烧设备并不多加研究,;即便是专业配套厂通常也只是来图加工,缺少研发能力。

目前我国机械炉排普遍存在漏煤量偏大、侧密封不严等问题（往复炉排更为严重）。

另外,锅炉后部灰坑和炉墙都有漏风现象,锅炉实测过量空气系数α平均在2～3之间,有的高达4以上;有些锅炉的本体保温不好,集箱和连通管等部件常常不加保温;还有锅炉（主要是较大容量的锅炉）目前普遍没设吹灰装置,锅炉受热面积灰,尤其尾部受热面积灰严重。

这些都严重影响炉内正常燃烧,影响锅炉运行效率。

4.锅炉运行监测仪表不全,控制水平低

目前在用锅炉配置的运行监测仪表不全,尤其缺少显示锅炉经济运行参数的仪表。

因此,运行人员在调整锅炉时,往往由于缺少数据,不能对锅炉的运行状况随时做出准确判断并实行相应的运行调整,使锅炉处于最佳工况运行。

目前燃煤工业锅炉控制水平很低,且多为位式、开环控制,没有实现连续闭环控制,不能根据外界变化调节锅炉运行状态,无法使锅炉运行较快地适应工况的变动和处于持续稳定状态,锅炉运行效率的保证和提高受到了限制。

也使锅炉运行人员的劳动强度加大,对运行人员的依赖性增大,因此提高锅炉控制技术水平成为提高锅炉效率的重要手段。

5.　锅炉水质达不到标准要求

按照GB1576-2001《工业锅炉水质》标准2.1、2.2、2.3规定,蒸汽锅炉承压热水锅炉的给水应采用锅外化学处理,也就是要安装水处理设备对锅炉给水进行处理。

然而,据2003年统计,全国在用工业锅炉配置水处理设备的有33.585万台,占工业锅炉总数52.74万台的63.68%。

可见,仍有很大一部分工业锅炉没有使用水处理设备,尤其是地处边远地区和乡镇地区的工业锅炉,既未安装水处理设备,也未采用锅内加药处理方式。

就是已配置的水处理设备其实际利用率也不足70%,据辽宁省调查,该省工业锅炉水处理设备配置率不到70%,实际使用率不到50%。

况且许多使用的水处理设备,并未起到应有作用。

目前,从全国来看,水质能达到国家标准要求的工业锅炉估计不到40%。

由于水质不好,锅炉往往结垢严重,有的锅炉水垢厚度达到5mm,小容量锅炉结垢已成为主要问题。

锅炉结垢,既影响锅炉受热面传热,增加热阻,又危及锅炉的安全运行。

另外,有些锅炉为了保持锅内较好的水质,常采用增大排污率的做法,有的排污率高达20%～30%,使大量热能白白放掉。

6.锅炉辅机配套不当且质量不高

目前,许多锅炉的鼓、引风机和给水泵、循环水泵配套偏大。

即使辅机是按锅炉额定容量配置的,由于当前锅炉多数处于低负荷运行状态,辅机不能在高效率区域运行,仍会造成较大的能源浪费。

现在使用的泵与风机多为通用产品,无负荷调节档次,不能随锅炉运行工况的变动相应进行变速调节,而是靠挡板、阀门的节流来调节流量或压力,这样势必影响锅炉运行状态的快速调整,从而影响锅炉性能的正常发挥。

另外,全国工业锅炉配套辅机、附件质量水平普遍较低,效率低、噪音大、可靠性不高,严重影响了主机性能的发挥。

据调查全国锅炉水泵平均效率约50%,风机效率约60%。

7.锅炉运行人员总体素质普遍较低

根据“特种设备安全监察条例”规定,所有承压锅炉的司炉人员必须接受技术培训和考试,经培训和考试合格后取得当地锅炉压力容器安全监督管理部门颁发的操作证,才能独立操作。

各地锅炉安全监督管理部门每年都组织若干次司炉工培训班,着重进行安全操作的培训,合格者颁发司炉操作证。

此外,各地的节能服务中心及环保部门,有时也对司炉工进行节能和环保方面的培训和教育。

尽管如此,我国的工业锅炉司炉人员平均技术素质仍普遍较低,大部分司炉人员因缺少对锅炉相关知识、技能全面系统的学习和培训,尤其缺乏实际操作技能的培训,他们常常不能根据负荷、煤质变化等情况正确地调整、运行锅炉,从而大大限制锅炉设备性能水平的充分发挥。

有一些锅炉使用单位甚至雇用农民工、临时工、季节工无证上岗操作锅炉,尤其是1t/h以下锅炉用户和三北地区锅炉用户这种现象更为常见。

另一方面,现阶段,我国司炉人员的流动性加大,许多司炉人员责任心和积极性也不高。

然而事实说明,司炉人员的操作技术和责任心在很大程度上决定锅炉的运行水平,在当前锅炉运行监测仪表不全、控制水平低、煤质多变的情况下,司炉工人的技术水平和责任心就显得至关重要。

而这恰恰是我们的薄弱环节。

8.工业锅炉节能监督管理薄弱

尽管我国工业锅炉节能工作随着国家整体节能工作的开展取得了不小成绩,但由于缺乏专业的节能管理法规和执法监督体系,缺乏完善的节能标准和相应的适合市场经济发展的节能政策,现有标准的技术水平较低,工业锅炉的节能潜力仍未得到应有的发挥。

二.我国面临的能源形势

我国一次能源以煤为主且将长期不变已是不争的事实，我国目前一次能源消耗中煤炭占75%左右，其中84%直接用于燃烧，今后虽然由于能源的多元化利用，煤所占比例会有所降低，但绝对量是增加的。

由于燃烧效率低、煤种适应性差，并缺乏有效的污染物控制技术，不仅造成了能源的很大浪费，还严重污染了环境。

为了节约煤炭资源，提高燃烧效率、改善对煤种的适应性和减少粉尘和有害气体对大气的污染，维持一个人类较为清洁的生存环境，对工业锅炉进行改造亦是刻不容缓的任务。

三.旧锅炉的改造方向

对这部分锅炉的改造方向有三：

①在城区宜改成燃油、燃气锅炉；②在郊区和城镇宜改成流化床锅炉；③对煤源比较固定的锅炉宜对燃烧设备进行改造，采用飞灰复燃和对除尘设备进行升级改造，如采用电除尘或布袋除尘等。

循环流化床燃烧技术已是商业化的燃烧技术，具有高效、低污染、燃料适应性强等优点。

如果用这种技术来改造旧锅炉，则可达到节约资金、减少污染、增容和延长设备使用寿命的目的，国外已有不少成功的经验可以借鉴。

因此，将旧锅炉改造成循环流化床锅炉应作为锅炉改型的主要改造方向。

节能改造

对于燃煤工业锅炉,通过更新、改造、淘汰可以取得较好的节能效果。

然而无论是更新还是改造均应以技术先进成熟、经济合理为原则。

一般的,对于半新以上的锅炉,采取技术改造措施比较经济合理;对于接近寿命期的锅炉,则以更新为佳。

对于应淘汰锅炉,则必须通过有关政策强制执行。

（1）锅炉更新、淘汰

我国工业锅炉使用寿命一般可达15～20年,但某些水火管锅炉的寿命不过8～10年。

据此,2005～2010年、2010～2015年分别有约14.5万台、34.5万MW的燃煤锅炉需要更新,2015～2020年有约9.5万台、23万MW的燃煤锅炉需要更新。

但是,需要指出的是,这种更新并非是自然、自觉行为,国家需要制定强制更新政策,对超期且不达标锅炉强制更新,同时辅之以相应激励措施。

2005年应先更新那些役期超过20年且难以达标的锅炉约5万台、12万MW。

至于淘汰,2005年应首先淘汰1t/h及以上固定炉排锅炉约1万台、1万MW。

（2）节能改造

由于在用工业锅炉中链条炉排锅炉居多数,且当前可应用的节能改造技术大部分是针对链条炉排锅炉的,为此,建议对现有的不满足当前节能要求的燃煤锅炉采用下列措施优先改造,但要突出重点。

①给煤装置改造

我国的链条炉排锅炉都是燃用原煤,原有的斗式给煤装置使得块、末煤混合堆实在炉排上,阻碍炉排进风,影响燃烧。

如将斗式给煤改造成分层给煤,一般可提高效率4～5个百分点。

该项改造投资少,见效快,投资回收也很快。

部分单位的实践已做出了很好的证明。

②炉拱改造

链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的,拱型结构对煤种是否适应,对链条炉排燃烧好坏是一个关键。

目前在用锅炉的绝大部分拱都是按Ⅱ类烟煤设计的,直接影响锅炉的热效率,甚至影响锅炉出力。

按照实际使用的煤种,适当改变炉拱的形状与位置,可以改善燃烧状况,提高燃烧效率,减少燃煤消耗。

这项改造可降低炉（灰）渣含碳量30%～50%,而且可提高出力。

技改投资半年左右可收回。

③燃烧系统改造

对于链条炉排锅炉由于负荷变化适应性差和排放难以控制的特点,在负荷变化或煤质变化尤其是变差时往往会冒黑烟,老龄锅炉此种现象更为严重。

近几年,一项旨在降低污染、节约能源的工业锅炉“气、煤混烧”技术在美国等发达国家推广应用。

据了解,这种技术就是在炉膛适当部位喷入燃气助燃燃煤,此项技术在美国的老龄锅炉改造中应用较多,我国也有改造实例（如宣化钢铁集团公司焦化厂3台SHL20-25/400-AII锅炉的改造）。

该项