賈津秋　唐學(xué)英

【摘 要】 有機(jī)載體鍋爐的節(jié)能改造不僅綠色環(huán)保，還能夠確保安全。本文主要分析了有機(jī)載體鍋爐的節(jié)能改造中存在的問題，并提出其改造措施。

【關(guān)鍵詞】 有機(jī)熱載體；鍋爐改造；節(jié)能

引言：

隨著當(dāng)今節(jié)能和環(huán)保愈來愈受到世界各國的重視，有機(jī)熱載體（俗稱導(dǎo)熱油）作為一種優(yōu)良的熱傳導(dǎo)介質(zhì)，具有高溫低壓的傳熱性能，且熱效率高、傳熱效果好、溫度控制準(zhǔn)確、運(yùn)行成本低、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油輸送、石油化工、合成纖維、合成樹脂、紡織印染、食品加工、藥物合成、建材、能源、交通等行業(yè)。就有機(jī)熱載體鍋爐而言，它本身就存在著能源消耗大、燃燒效率低以及排放的大氣污染嚴(yán)重等相關(guān)問題，加之本身具有獨(dú)特介質(zhì)的原因，使得有機(jī)熱載體鍋爐的排煙溫度過高，這樣不僅浪費(fèi)了能源資源，還經(jīng)常引起排風(fēng)機(jī)出現(xiàn)各種問題。對(duì)有機(jī)熱載體鍋爐進(jìn)行節(jié)能改造不僅能夠提高鍋爐的熱效率，還能減少污染物的排放量，對(duì)于節(jié)省能源資源和進(jìn)行環(huán)境保護(hù)是十分重要的。

1、有機(jī)熱載體鍋爐節(jié)能改造背景

作為工業(yè)鍋爐的一種，有機(jī)熱載體爐運(yùn)行中同樣存在熱損失偏大、運(yùn)行熱效率不高的問題，尤其對(duì)于燃煤的有機(jī)熱載體鍋爐，其熱效率在65%左右。鍋爐熱效率低，究其原因主要是因?yàn)椋?/p>

（1）由于有機(jī)熱載體爐回程溫度較高通常不設(shè)省煤器，鍋爐煙氣流程相對(duì)較短，鍋爐尾部出口煙氣溫度可達(dá)250～300℃，形成較大的排煙熱損失。當(dāng)加熱工藝要求熱載體溫度較高時(shí)，排煙溫度甚至可達(dá)350℃。

（2）由于空氣不充足，燃料與空氣接觸面積不夠，導(dǎo)致燃料燃燒不充分。

（3）同傳統(tǒng)鍋爐一樣，燃煤有機(jī)熱載體爐會(huì)出現(xiàn)灰渣含碳量高、空氣過量系數(shù)偏大等問題，相應(yīng)固體不完全燃燒熱損失q4和排煙熱損失q2增加。

在當(dāng)前能源資源緊張，節(jié)能減排形勢(shì)日趨嚴(yán)峻的情況下，如何提高有機(jī)熱載體爐熱效率已引起鍋爐研究機(jī)構(gòu)、制造單位、用戶及節(jié)能減排機(jī)構(gòu)的重視。因此針對(duì)有機(jī)熱載體鍋爐的各項(xiàng)節(jié)能改造技術(shù)，主要包括燃燒系統(tǒng)改造、加裝尾部余熱利用設(shè)備、環(huán)保改造等技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。這些節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用大大節(jié)省了煤、電耗量，減少了二氧化硫等污染物的排放，特別是高溫?zé)煔庥酂岬玫搅擞行Ю茫〉昧肆己玫男Ч?。但是改造技術(shù)不能盲目的應(yīng)用，要根據(jù)鍋爐自身的結(jié)構(gòu)運(yùn)行特點(diǎn)而制定。

2、相關(guān)改造帶來的弊端

2.1改造不規(guī)范帶來的安全隱患

目前，所謂的鍋爐節(jié)能技術(shù)層出不窮，其中有一些是以犧牲鍋爐安全運(yùn)行為代價(jià)換取經(jīng)濟(jì)利益的，有一些技術(shù)未經(jīng)過系統(tǒng)的論證和實(shí)踐檢驗(yàn)就加以宣傳，如一些改進(jìn)燃燒的方法，其有效性在一定程度上是以增大飛灰?guī)С隽繛榇鷥r(jià)的，缺乏有效的清灰、除塵措施，最終卻因積灰影響了傳熱效率，得不到應(yīng)有的效果。有些鍋爐改造隊(duì)伍缺乏相關(guān)的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，盲目抄襲別人的改造成果，又缺乏一定的分析能力，結(jié)果搞成四不象，反而留下了安全隱患。有機(jī)熱載體鍋爐屬于特種設(shè)備，一旦發(fā)生事故，后果極其嚴(yán)重，因此所有的改造都要慎之又慎。

2.2爐拱改造引起的超負(fù)荷

燃燒正轉(zhuǎn)鏈條爐排鍋爐的爐拱是按設(shè)計(jì)煤種配置的，按照實(shí)際使用的煤種，適當(dāng)改變爐拱的形狀與位置，可以改善燃燒狀況，提高燃燒效率，減少燃煤消耗。但如果單方面考慮提高燃燒效率，與鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況相脫離，就會(huì)造成意想不到的后果，如目前使用的較多的節(jié)能型爐拱改造方案一般考慮燃燒低品質(zhì)煤種，為了使煤燃燒得更加充分，采取了降低前拱壓火高度、前延燃煤引火區(qū)，后拱以強(qiáng)化輻射和對(duì)流的方式，通過合理的拱形和尺寸，前后拱的最佳配合，可以使低品質(zhì)煤種充分燃盡，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。但有的鍋爐使用單位本來已經(jīng)是滿負(fù)荷運(yùn)行，為了提高出力，通過節(jié)能型爐拱改造燃燒高品質(zhì)煤種，大大強(qiáng)化了燃煤的前期燃燒，造成引火區(qū)太前、主燃區(qū)燃燒過猛，而原先設(shè)計(jì)的后拱燃盡功能卻形同虛設(shè)，由于引火太前燒到煤閘門，燃燒區(qū)域集中在鍋爐中前部，可能造成前部煤閘門燒損、前中部側(cè)密封塊燒損變形、爐排片燒損和爐床變形等情況。

2.3流阻增大造成的鍋爐運(yùn)行問題

在鍋爐尾部煙道加裝余熱利用設(shè)備，除了余熱設(shè)備自身的阻力外，還由于鍋爐改造后鍋爐房后部剩余空間減少，導(dǎo)致煙道出現(xiàn)了一些急轉(zhuǎn)彎，乃至連續(xù)的急轉(zhuǎn)彎，這就會(huì)大大增加煙氣流阻。有機(jī)熱載體鍋爐由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，受熱面管束布置較為復(fù)雜，煙氣比較容易在受熱面中造成積灰，且缺乏足夠有效的清灰措施，流阻增大后，引風(fēng)機(jī)的吸力相對(duì)變小，進(jìn)一步加劇了受熱面積灰的程度，從而降低了爐內(nèi)受熱面的傳熱能力，使鍋爐無法維持在滿負(fù)荷下運(yùn)行，只好增加投煤量，引起爐膛出口煙溫進(jìn)一步提高，使灰渣更容易粘結(jié)在受熱面上，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致一系列鍋爐惡性事故發(fā)生；同時(shí)，在高溫?zé)煔鈪^(qū)，粘結(jié)在受熱面上的灰渣會(huì)與管壁發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，形成高溫腐蝕。積灰也會(huì)造成鍋爐流道面積的減小，鼓引風(fēng)配比不平衡造成鍋爐正壓燃燒，局部流速加快造成磨損的加劇等，這一系列的問題如果不加以解決，最終將會(huì)造成鍋爐設(shè)備及承壓部件的損壞，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。

3、節(jié)能改造措施

3.1增設(shè)空氣預(yù)熱器

（1）空氣預(yù)熱器的作用

隨著節(jié)能減排的需要，現(xiàn)在很多工業(yè)鍋爐采用了空氣預(yù)熱器，尤其配置在有機(jī)熱載體鍋爐系統(tǒng)中是一個(gè)十分有效的節(jié)能措施?？諝忸A(yù)熱器的作用有：降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率；改善燃料的著火條件和燃燒過程，降低爐內(nèi)不完全燃燒熱損失，進(jìn)一步提高鍋爐熱效率。

（2）工藝流程

空氣預(yù)熱器回收排煙余熱的工藝流程如圖1所示。在有機(jī)熱載體鍋爐的排煙管道設(shè)置安裝空氣預(yù)熱器，冷空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱到180℃左右再進(jìn)人到爐底送風(fēng)人日，進(jìn)人有機(jī)熱載體鍋爐的護(hù)膛內(nèi)助燃。由于提高了空氣溫度，強(qiáng)化和促進(jìn)燃燒，有利于燃料燃盡，減少了給煤量，達(dá)到了節(jié)能的目的。

圖1 空氣預(yù)熱器工藝流程圖

3.2尾部設(shè)熱水器

（1）余熱利用熱水器的節(jié)能作用

在有機(jī)熱載體鍋爐尾部煙道加裝熱水器的節(jié)能作用與空氣頂熱器一樣，都是為了充分利用煙氣余熱，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。同時(shí)，經(jīng)煙氣加熱后的熱水可以作為蒸汽鍋爐的給水進(jìn)人蒸汽鍋爐，減少燃料消耗量，也可以用于生產(chǎn)和生活，滿足用戶用熱水的需要。如印染企業(yè)，可以通過熱水爐得到染色所需的大量60℃～70℃的熱水。

（2）工藝流程

熱水器回收排煙余熱的工藝流程如圖2所示。在有機(jī)熱載體鍋爐的排煙管道設(shè)置安裝熱水器，冷水由常溫經(jīng)加熱后達(dá)到60℃～90℃左右，再送到熱水儲(chǔ)罐，凋節(jié)好溫度之后，送給用戶使用。

圖2 余熱熱水器工藝流程圖

3.3新型節(jié)能循環(huán)泵

在有機(jī)熱載體系統(tǒng)運(yùn)行過程中，循環(huán)泵是整個(gè)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，也是整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中的耗電大戶，因此循環(huán)泵的節(jié)能降耗具有一定的重要性。當(dāng)前循環(huán)泵增設(shè)變頻器已成較為有效的節(jié)能降耗措施，但是對(duì)于有機(jī)熱載體系統(tǒng)來說，卻不能采用變頻節(jié)能泵。因?yàn)樽冾l循環(huán)泵會(huì)在低負(fù)荷的時(shí)候降低轉(zhuǎn)速，減少輸出循環(huán)流量，這樣容易導(dǎo)致爐管中的有機(jī)熱載體因流速過低而超溫，從而加速有機(jī)熱載體劣化。目前市場(chǎng)上已開發(fā)有適用于有機(jī)熱載體的節(jié)能循環(huán)泵，其內(nèi)部采用新型設(shè)計(jì)構(gòu)造，在滿足系統(tǒng)要求的情況下電機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)降低，耗電量減少，但是出口流量增大，輸出功率變大，循環(huán)流速變決，供熱效率得到提高。

3.4合理布置循環(huán)路線

傳熱循環(huán)路線應(yīng)遵循合理、經(jīng)濟(jì)的原則，即在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，做到充分利用熱能，避免因循環(huán)路線布置不合理而浪費(fèi)熱能的現(xiàn)象。供熱管道的布置應(yīng)在滿足不同供熱需求的前提下，盡可能減少管道的長度，減少散熱損失。對(duì)于使用多個(gè)不同供熱需求的用熱設(shè)備，很多用戶原采用單一的供熱方式，供熱管線布置不合理，使得不少高溫有機(jī)熱載體的熱能未被充分利用而造成浪費(fèi)。合理布置循環(huán)路線就是根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)不同溫度需求，設(shè)置分油缸及循環(huán)管路，使高溫有機(jī)熱載體按照用熱設(shè)備的用熱溫度高低進(jìn)行分配，最大限度的利用有機(jī)熱載體的熱能，不僅能夠滿足用熱設(shè)備的需求，盡可能避免有機(jī)熱載體在循環(huán)過程中的熱能損失，有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管路節(jié)能。

4、結(jié)束語

節(jié)能改造一定要從實(shí)際出發(fā)，要根據(jù)鍋爐自身的結(jié)構(gòu)運(yùn)行特點(diǎn)，通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和論證分析，選擇合理的改造方案。要多看多走，充分調(diào)研，切不可生搬硬套。鍋爐改造的原則首先就是安全可靠，同時(shí)，要選擇有經(jīng)驗(yàn)、有能力的改造隊(duì)伍進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，確保改造質(zhì)量。鍋爐的檢驗(yàn)部門也要多學(xué)習(xí)、多研究，把好改造質(zhì)量關(guān)，抓好經(jīng)濟(jì)效益和安全運(yùn)行兩條主線，切實(shí)提高鍋爐的運(yùn)行水平。

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