锅炉节能减排毕业论文Word文件下载.docx
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评语
评阅人(签章)
成绩
答辩委员会主任(签章)
年月日
毕业设计任务书
班级12级学生温星星学号12040134专业电厂热能动力装置
发题日期:
年月日完成日期:
年月日
题目火电厂锅炉节能减排技术综述
题目类型:
工程设计技术专题研究理论研究实验论证
一、设计任务(课题背景、意义和培养目标,工程设计类应有技术经济分析要求)
根据我国火电厂锅炉节能减排的必要性,介绍了国际上控制火电厂节能减排的主要途径,全面论述了我国火电厂节能减排的历史、现状和采用的主要火电厂节能减排技术综述工艺及进展,以及节能减排的综合利用,探讨了目前我国火电厂节能减排存在的问题,提出应用国家政策推动火电厂节能减排工作的全面实施,“循环经济”法则是治理我国火电厂锅炉节能减排的最佳选择。
毕业论文培养我们对资料进行总结、提炼和挖掘的能力;
需要很强的自学和独自分析、解决、研究问题的能力。
所以,通过完成此课题,不但能够更全面、更深层次的丰富我们的知识,而且还会培养我们独自分析、解决和一定程度上研究问题的能力。
二、具体工作容(原始数据、技术要求、工作要求)
查阅资料、整理资料、修改格式等;
要求论文的字号及格式正确;
正确使用电脑的技术来使论文更加规与美观。
三、应交出的设计文件及实物(包括设计论文、论文字数、图纸规格、数量,外文翻译字数,程序清单或磁盘、实验装置或产品等)
设计论文一份
四、指导教师提供的设计资料
火电厂节能减排课本,网络查找的各种资料
五、要求学生搜集的技术资料(指出搜集资料的技术领域)
通过网络查阅、相关专业的书本及老师同学的指导。
六、设计进度安排
第一部分查阅资料及整理资料(4周)
第二部分对容进行排版,添加目录、摘要、结论、参考文献、致等(6周)
第三部分对容的格式及字号的更改,任务书的填写(2周)
评阅及答辩准备答辩所需资料(1周)
指导教师:
系主任审查意见:
审批人:
注:
设计任务书审查合格后,发到学生手上。
职业技术学院神木校区2014年制
摘要
针对我国工业锅炉的使用现状,在总结我国工业锅炉使用中普遍存在问题的基础上,分析了工业锅炉使用问题的根源,归纳了现阶段在用工业锅炉实施节能改造主要使用的技术、产品以及使用效果。
结合我国工业锅炉节能潜力巨大的国情,提出我国工业锅炉节能减排要抓源头、重实用、严监管,并强调近期应重点考虑的工业锅炉节能减排方法、途径和对策。
我国每年工业锅炉的污染物排放约为:
烟尘:
800万t/a;
CO2:
12.5亿t/a。
目前,从总体上看,工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二,仅次于电站锅炉,煤炭消耗量远高于钢铁、石化等高耗能工业行业。
全国重点城市工业锅炉排放造成的污染已经超过了电站锅炉。
本文主要是对燃煤工业锅炉的使用以及节能减排现状进行分析,至于燃油气工业锅炉,目前存在的主要问题是排烟温度过高,针对这一问题,可以通过增加尾部受热面即加装节能器来加以解决,因此在本文中就不加详细阐述。
关键词:
炉拱、给煤装置、节能、减排、控制系统。
Abstract
InviewofthecurrentsituationoftheuseofindustrialboilerinChina,inthesummaryofindustrialboilersinourcountryuniversalexistenceproblemsinuseonthebasisofanalyzingtherootproblem,useofindustrialboilers,sumsupthemainstageuseofenergytransformationintheimplementationofindustrialboilertechnology,productsanduseeffect.binedwithChina'
senergy-savingindustrialboilerthehugepotentialofthesituation,putforwardChina'
senergysavingandemissionreductionofindustrialboilertograspthesource,practical,strictsupervision,andemphasizesthewayrecentkeyconsiderationofindustrialboilerenergysavingemissionreductionmethod,andcountermeasures.
EveryyearChinaindustrialboilerspollutantdischargeisabout:
smoke:
8000000t/a;
CO2:
12.5milliont/a.Atpresent,fromlookonthewhole,theindustryboilerenergyconsumptionandpollutionemissionsareamongtheindustrysecond,secondonlytothepowerplantboiler,coalconsumptionisfarhigherthantheironandsteel,petrochemicalandotherhighenergyconsumingindustries.Causenationalkeycitiesofindustrialboileremissionpollutionhasexceededthepowerplantboiler.
Thispaperismainlyontheuseofcoal-firedindustrialboilersandenergy-savingemissionreductionanalysisofthestatusquo,asforfuelgasindustrialboiler,atpresentthemainproblemsaretheexhausttemperatureistoohigh,inordertosolvethisproblem,canincreasethetailheatingsurfaceistheinstallationofenergy-savingdevicetoberesolved,sointhispaperitisnotdescribedindetail.
Keywords:
arch,acoalfeedingdevice,energysaving,emissionreduction,controlsystem.
绪论
伴随我国国民经济的蓬勃发展,近年来工业燃煤锅炉制造业取得了长足的进步。
我国工业锅炉量大面广,平均容量小,且以燃煤为主。
锅炉容量小于35t/h的约占工业锅炉总量的98.9%,其中2t/h~10t/h的占75%,锅炉平均容量不到3t/h。
燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的80%以上,燃油气锅炉约占15%,电加热锅炉占1%左右,其余的是以沼气、黑夜、生物质等为燃料的锅炉。
截止2008年底,我国在用工业锅炉57万台,年耗燃料约4亿t标准煤,约占我国煤炭总产量的1/4。
由于工业锅炉排放大量烟尘以及
和
等污染物,成为我国大气主要煤烟型污染源之一。
从总体上看,工业锅炉能源消耗和污染排放均位居全国工业行业第二,仅次于电站锅炉,煤炭消耗量远高于钢铁、石化等高耗能工业行业。
本文主要是对燃煤工业锅炉的使用以及节能减排现状进行分析。
其突出成效是,行业标准日益规,技术水平逐步提高,产品品种不断增加,经济规模显著扩大。
然而,在行业高速发展的过程中,也付出了很大的资源和环境代价。
随着我国对安全、节能和环保方面的要求逐年提高,如何在推进行业健康稳步发展、确保工业燃煤锅炉安全运行的形势下,进一步加速推进节能减排工作的开展,已成为工业锅炉行业未来发展面临的新课题和严峻挑战。
行业发展喜中有忧。
我国工业燃煤锅炉制造业经历了数十年的发展,特别是改革开放推进行业驶上发展的快车道。
由于市场需求的不断加大,生产企业数量增加较快,行业规模不断扩大。
据统计,截至去年底,全国持有各级锅炉制造许可证的企业为1555家,其中国家质检总局批准的达1205家,地方省、局批准的达350家,可以提供各种不同压力等级和容量的锅炉,满足当前我国市场的需求。
纵观工业锅炉行业的发展,虽成绩斐然,但仍有隐忧。
首先,行业总体技术水平有待提高。
目前行业中仍存在生产厂家过多、生产分散,多数企业生产能力较为低下、企业间发展不均衡、生产集中度不高等问题。
经调查,虽然大部分企业通过转换经营机制,使企业活力有效提升、市场反应能力明显增强,但部分企业仍然缺少长期发展战略,致使企业自主开发和创新能力不强、投入不足,导致产品开发的档次和水平依然不高,产品性能质量没有显著提高。
显而易见的问题是,市场竞争处于低级化,行业总体技术水平、经济效益提高不快。
其次,能源浪费现象严重。
我国的能源结构以煤为主,量大面广的工业燃煤锅炉要消耗大量的煤炭,同时也是我国主要的煤烟型污染源。
据中国电器工业协会工业燃煤锅炉分会调查分析:
我国目前在用燃煤工业燃煤锅炉约47万余台,每年消耗标准煤约4亿吨,约占我国煤炭消耗总量的四分之一。
然而,燃煤工业燃煤锅炉平均运行效率仅达65%左右,这一指标比国际先进水平低15~20个百分点。
行业节能潜力巨大,着眼未来发展,节能减排既是工业锅炉行业的当务之急更是长远战略要务。
工业燃煤锅炉在国民经济和社会发展中的地位和重要性尽人皆知。
但同时,全行业所耗用的能源量之大,烟尘、二氧化硫、二氧化碳、氧化物排放量占全国相应排放量比例之高的现状,不仅说明目前工业燃煤锅炉行业的节能、环保指标与建设资源节约型和环境友好型社会的目标有较大差距,而且充分说明行业节能潜力巨大。
节能减排是一个世界性难题,也是全世界共同关注的话题。
近年来,在我国经济的高速发展进程中,能源利用率低、消费结构不合理、供需矛盾加剧等问题日益突出,生态环境恶化与经济发展的矛盾加剧,在很大程度上制约了经济持续快速健康发展。
长期以来,太康县永兴锅炉XX公司与相关院校、所密切合作,形成了从产品开发、制造销售、设备选型、工程项目策化、设计及设备安装、系统调试、维护保养到操作人员培训等完整的经营体系,可为用户提供方便快捷的全方位服务。
1燃煤锅炉简介
1.1煤锅炉的定义
燃煤锅炉是指燃料燃烧的煤,煤炭热量经转化后,产生蒸汽或者变成热水,但并不是所有的热量全部有效转化,有一部分无工消,这样就存在效率问题,一般的锅炉效率60——80%之间。
1.2燃煤锅炉分类
燃煤锅炉有多种类型,可按燃烧方式、除渣方式以及结构安装方式分类。
按燃烧方式可分为4种,即层燃炉、室燃炉、旋风炉、沸腾燃烧炉;
按除渣方式可分为2种,即固态除渣炉、液态除渣炉。
按结构安装方式可分为2种,即悬吊式锅炉、支承式锅炉。
1.3燃煤锅炉组成
燃煤锅炉主要由煤粉制备系统、燃烧器、受热面,空气预热器等主要部分组成。
煤粉用的有2种:
直吹式制粉系统、中间储仓式制粉系统;
煤粉燃烧器是将。
煤粉送入炉膛进行燃烧的设备,按煤粉燃烧器结构可分为以下2种:
旋流式燃烧器、直流式燃烧器。
工业锅炉的节能和正常运行与锅炉设计和燃烧控制有直接的关系。
锅炉热效率是锅炉设计和运行中关键的技术指标,提高锅炉热效率是燃煤锅炉节能的关键所在。
影响锅炉热效率的因素包括:
排烟热损失、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热。
2燃煤锅炉的节能原理等
2.1燃煤锅炉的热效率的定义
锅炉热效率是指锅炉或有机热载体炉在热交接过程中,被水、蒸汽或导热油所吸收的热量,占进入锅炉的燃料完全燃烧所放出的热量的百分数。
2.2燃煤锅炉热效率转换功能
燃煤锅炉是指燃料燃烧的煤,煤炭热量经转化后,产生蒸汽或者变成热水,但并不是所有的热量全部有效转化,有一部分无工消耗,这样就存在效率问题,一般大写的锅炉效率高些,60—80%之间。
2.3燃煤锅炉热效率的计算公式
根据锅炉的反平衡计算公式,锅炉热效率η可由下式求得:
η=100-(q2+q3+q4+q5+q6)(%)。
式中q2为排烟热损失,q3为可燃气体不完全燃烧热损失,q4为固体不完全燃烧损失,q5为锅炉散热损失,q6为其他热损失。
由以率和锅炉各运行参数及煤种的函数关系,即锅炉热效率作为因变量,而锅炉的各操作参数和煤质特性作为自变量,这样就可以利用遗传算法进行寻优计算,获得最佳的锅炉运行条件,实现锅炉热效率的最大化。
3燃煤锅炉节能改造技术
目前,在我国燃煤锅炉的热效率普遍较低,其主要原因是排烟热损失和不完全燃烧热损失过大。
发达国家燃煤工业锅炉的过量空气系数大多控制在1.3~1.5之间,中国实际运行值平均高达2.0~3.0,过分过量空气加大排烟热损失;
英国燃煤工业锅炉煤渣含碳量设计要求在3%~5%之间,实际运行控制在1.4%~2.5%之间,而中国燃煤工业锅炉煤渣含碳量设计推荐8%~12%,实际运行却达到10%~27%。
排烟热损失和不完全燃烧热损失浪费惊人,节能潜力巨大。
实际上,针对燃煤锅炉的大多数技改措施都是围绕上述两点展开的。
对于半新以下的锅炉,采取技术改造措施解决问题,经济合理;
对于接近寿命期的锅炉,则以更新为佳;
究竟采取何种措施,应以技术先进、成熟,经济合理为原则。
各种技改措施分述如下:
3.1炉拱改造
正转链条炉排锅炉的炉拱是按设计煤种配置的,有不少锅炉不能燃用设计煤种,导致燃烧状况不佳,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,现在已有适用多种煤种的炉拱配置技术。
这项改造可获得10%左右的节能效果,技改投资半年左右可收回。
3.2锅炉烟气余热回收
工业锅炉烟气排放温度普遍高达180℃以上,既污染了环境,又浪费了宝贵的烟气余热资源。
利用热管换热技术,可有效回收这部分受污染的烟气余热资源,用来预热锅炉助燃空气(空预器);
预热锅炉给水(省煤器);
生产热水(水加热器),变废为宝,项目的经济效益和社会效益非常显著。
3.3给煤装置改造
中国的层燃锅炉都是燃用原煤,其中占多数的正转链条炉排锅炉,原有的斗式给煤装置,使块、末煤混合堆实在炉排上,阻碍锅炉进风,影响燃烧。
将斗式给煤改造成分层给煤,使用重力筛选器将原煤中块、末煤自下而上松散地分布在炉排上,有利于进风,改善燃烧状况,提高煤炭的燃烧率,减少灰渣含碳量,可获得5%~20%的节煤率,节能效果视改前炉况而异,炉况越差,效果越好。
项目投资很少,节能效益很好,回收很快。
3.4炉膛壁喷涂节能涂料
锅炉水冷壁管、过热器管、省煤器管长期经受烟气中粉尘的高速冲刷,加之铁管的高温氧化作用,致使铁管壁厚磨损严重,锅炉使用寿命直线下降;
更重要的是,铁管的远红外辐射系数只有0.65左右,炉膛的热量不能很快透过铁管传递到水中,因此强烈建议现役燃煤锅炉水冷壁管和省煤器管表面喷涂远红外辐射节能涂料,提高铁管表面的辐射系数到0.93以上,保护炉体、延长炉龄、有效辐射炉膛红外热能,显著提高炉膛的热传递效果,减少黑油排放,节约燃料消耗5~35%,投资不多,效果很好。
3.5富氧燃烧
当锅炉需要扩容、火焰温度不够、煤渣含碳量偏高、烟气林格曼黑度无法达标、锅炉燃烧效率不高、锅炉出力不足的时候,可以考虑采用富氧燃烧技术,增加助燃空气中氧气的含量,使燃料燃烧的更加充分,同时,降低空气过剩系数,减少燃烧后的烟气排放量,提高火焰温度和降低排烟黑度,实现节能5%~15%,提高锅炉出力10%以上。
富氧燃烧技术的节能和环保效益都很好,项目的投资回收期不到一年。
3.6全自动高效激波吹灰器
锅炉积灰结焦将严重降低热效率,因此除灰势在必行。
利用激波发生技术,震荡、撞击和冲刷锅炉过热器、空预器、省煤器表面的积灰结焦,使其破碎脱落。
因清灰效果好、吹灰彻底、不留死角、运行成本极低、投资效益很高的特点,全自动高效激波吹灰器深受用户欢迎,是燃煤、燃油、燃气锅炉和窖炉除灰的最佳选择,必将取代其它传统吹灰设备,在锅炉清灰节能方面具有广阔的发展前景。
3.7蒸汽锅炉密闭式高温凝结水回收
针对过去开式回收凝结水所存在的闪蒸汽浪费、凝结水再次被氧化、热能回收率不高的缺陷,在详尽调查用汽设备热负荷的前提下,通过更换先进疏水阀,平衡回收管网压力,增设蒸汽喷射热泵和GY凝结水回收装置,可以实现高温凝结水的密闭式回收,节约锅炉燃料15%~30%,回收95%的纯净凝结水,其投资回收期不超过壹年。
3.8燃烧系统改造
对于正转链条炉排锅炉,这项技术改造是从炉前适当位置喷入适量煤粉到炉膛的适当位置,使之在炉排层燃基础上,增加适量的悬浮燃烧,可以获得10%左右的节能率。
但是,喷入的煤粉量、喷射速度与位置要控制适当,否则,将增大排烟黑度,影响节能效果。
对于燃油、燃气和煤粉锅炉,是用新型节能燃烧器取代旧、落后的燃烧器,改造效果也与原设备状况相关,原状越差,效果越好,一般可达5%~10%。
2工业锅炉使用中普遍存在的问题
2.1锅炉运行负荷低,存在“大马拉小车”的现象
据统计,目前全国工业锅炉的平均运行负荷只有额定负荷的50%左右,实际运行效率往往要比鉴定热效率低10~15个百分点,造成一次能源的浪费很大。
由于锅炉的低负荷运行,致使锅炉运行的一些参数难以控制在合理的围,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,同时容易造成漏风系数增大,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增大,运行效率下降。
同时由于烟气温度及流速发生变化,也增大了尾部受热面腐蚀与积灰堵塞的可能性,图1是燃煤锅炉效率曲线。
图1
2.2燃煤质量不稳定且多变
就燃煤供应来讲,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煤为多品种煤——主要是烟煤、无烟煤、贫煤等,煤种经常发生变化。
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,颗粒度没有保证,原煤中颗粒度<
3mm的细末含量有高达45%~65%,而颗粒度>
10mm的块粒含量仅占15%~30%。
我国的燃煤工业锅炉以层燃锅炉为主,由于层燃锅炉在设计时其受热面的布置型式、面积大小、炉拱炉排配风装置的结构型式均按一定的设计煤种设计,其对煤种的适应性较差,所以,当燃用煤种发生变化时,它的燃烧情况必然会变化,一般是变得更差一些;
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。
另外,由于供应的烟煤颗粒度不能保持一个相对稳定值,含有较多的细屑,灰份也往往较多,这样既降低了锅炉运行热效率,也增加了锅炉污染物的排放。
2.3锅炉的燃烧设备存在较多缺陷
目前我国燃煤工业锅炉的燃烧设备存在着较多的缺陷。
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)。
首先炉排运行易跑偏,受热后易变性、断裂,造成炉排漏煤、火口漏风等,造成了灰渣含碳量增加;
其次有相当一部分配风装置、调风门不严密,调节件结构不合理导致调节不灵活、调节作用不明显,且炉排风室间不能密封,各风室互相串风,风量调节性能差,使火床上的各燃烧区段合理布风难以实现甚至不可能;
此外炉排与侧墙间漏风严重,锅炉横向风压分布不均衡。
、等地实测锅炉过量空气系数α平均在2~3之间,有的高达5以上。
这些都严重影响炉正常燃烧,影响锅炉运行效率。
(四)锅炉运行监测仪表不全,控制水平低
目前在用工业锅炉配置的运行监测仪表不全或失灵,尤其缺少显示和控制锅炉经济运行参数的仪表。
由于锅炉没有装设流量表、氧量表、煤量表、温度表、风压表等测量仪表,有缺少必要的化验手段,所以不能测定蒸汽(或给水)流量、燃煤量、过量空气系数、炉渣含碳量、排烟温度等经济运行参数。
因此,运行人员在调节时,往往由于缺少数据,不能对锅炉的运行状况及时作出准确判断,无法在锅炉的燃烧及运行工况变化时,实施相应的运行调节,使锅炉处于最佳工况运行。
除了监测仪表不全以外,目前我国的燃煤工业锅炉控制水平也很低,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。
即使是机械燃烧炉排,也未能实现燃烧和负荷调整的自动控制。
锅炉的自动化水平低,使锅炉的燃烧和运行调整变得难以操作和掌握,无法使锅炉运行较快的适应工况的变化和处于持续稳定状态,锅炉运行效率的保证和提高收到了限制。
此外,自动化水平低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,运行人员的素质高低成为决定锅炉运行质量的重要因素,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。
(五)锅炉水质普遍达不到标准要求
按照GB/T1576《工业锅炉水质》标准规定,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。
否则锅炉水质不达标,会导致锅炉结垢,既影响锅炉受热面传热,增加热阻,又危及锅炉的安全运行。
锅炉结垢对锅炉热效率的影响很大,每增加1mm水垢,将多耗煤3%~4%。
然而,目前很大一部分工业锅炉没有使用水处理设备,就是已配置的水处理设备其实际利用率也不足70%,尤其是边远地区和乡镇地区的工业锅炉,既未安装水处理设备,也采用锅加药处理方式。
(六)锅炉辅机配套不当质量不高
目前,许多工业锅炉的鼓、引风机和给水泵、循环水泵等辅机配套偏大。
即使辅机水按锅炉的额定容量进行配置,但由于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,而仅是靠挡板、阀门的节流来调节流量或压力,所以面对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,辅机设备处于高消耗、低输出的运行状态,使得锅炉的自身(电)耗比例增加,造成较大的能源浪费。
(七)锅炉运行人员总体素质有待提高
目前,我国的工业锅炉司炉人员技术素质普遍偏低。
虽然司炉工也经过了培训上岗,但因时间、师资、教材、培训手段等方面的原因,大部分工业锅炉运行人员仍缺少对锅炉全面系统的技术学习和培训,尤其缺乏实际操作技能的培训,对锅炉基础知识、操作运行知识维护保养知识缺乏全面的了解和掌握,运行人员往往不具备观察火床。
火焰燃烧状态,查看煤质烟色,判断燃烧产物、燃尽程度、过量空气系数大小等经验性知识,对有关组织燃烧调整。
选择合理运行方式等规律性的东西更是不甚清楚。
二目前在
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