蒸汽能源约.ppt

蒸 汽 节 能 讨 论,----- 余卫东,一、提高锅炉效率,1、锅炉能量的收支平衡,收入热量 = 支出热量,燃料的应用基低位热值燃料物理显热 雾化的热介质带入 空气、水带入:,有效利用热 排烟热损失 化学（气体）不完全燃烧热损失 机械（固体）不完全燃烧热损失 散热（密封）损失 排污热损失 其它热损失,锅炉热效率,正平衡效率——直接测出锅炉有效利用热占进入锅炉的总热量的百分数,反平衡效率----依次测出各损失项得出η的方法,效率η= (蒸汽焓－ 水焓) *蒸汽量 *100% 煤重量*煤低位发热值,煤气比=  蒸 汽 量 = η*煤低位发热值  耗煤量 (蒸汽焓－ 水焓),要求: 煤气比>6.8 效率η>78%,合理采用煤取得最佳蒸汽成本：,蒸汽成本= 燃料+（电+软水+药剂+维修） 蒸汽量 2005年（煤价：452元/吨，产汽比：6.25） 6782560.5 +（381003.8） = 76.42元/吨 93736.312006年（煤价：462元/吨，产汽比：6.77 ） 5811738.29 +（361253.65） = 73.57元/吨 85168.612007年（煤价：462元/吨，产汽比：7.12 ，成本：68.8元/吨）,煤热值计算经验公式：,热值 = 8675.63 - 17.63Vad - 94.64Aad - 167.89Mad + 41.52 CRCVad：挥发份 Aad：灰份 Mad：全水份 CRC：焦渣特性,,,二、降低锅炉热损失,1、锅炉节能思路方向 :,排烟温度 (160—170 ℃) （15%）煤渣含碳量 (5-10%)排污 (5-10%)可燃气体未燃烬散热（密封） （3%）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,金属管壁,污 垢 层,,高温烟气,,减小热效率的各热阻层,被 加 热 的 水,,,,,,,金属管壁,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,换热不佳----烟垢、水垢风量不适----燃烧中心煤热值过高----浪费,排烟温度,操作原因----断煤、短路、空气过剩系数煤热值过低----,高,低,,,措施：给水控制、换热面清洁、风量控制、合适的燃料,煤中灰质熔点低煤质调配给煤分层炉排调整操作原因,煤渣含碳量,高,,,措施：煤质、含水控制、设备调整、操作技能,炉水品质差 （ TDS、PH值、M碱）操作原因,排污损失,高,,,措施：调整给水、回收冷凝水、表排底排控制、预先操作 控制指标合理,锅炉排污：,例如：F = 给水TDS (ppm) = 90 ppmB = 锅炉目标TDS (ppm) = 3,500 ppmS = 锅炉蒸汽蒸发率 (kg/h) = 10,000 kg/h 则排污总量 = F x S B - F = 90 x 10,000 3,500 - 90 = 264 kg/h,设备损坏 保温材料、方式 负压过高,保温或密封不良损失,高,,,措施：本体密封、管路保温、负压正常,安全阀排汽蒸汽泄露负荷高（90%）、稳定,其他,,,煤的低位发热值越高越好。

一般不低于5000kcal/kg（注意煤价与蒸汽成本的控制）灰份与水份含量尽量低固定碳含量越高越好结焦性适中，要低于4类；挥发份要适中，最好在23%~31%之间；挥发份太高，煤极易燃烧但热损失也大1、燃煤质量：,小结：,煤含适量的水，煤层厚度合理调整风压、炉排速度，控制燃烧区域和火床长度掌握温度数据，保持受热面清洁预先调整锅炉的运行工况，避免运行的骤增骤减合理的表排、底排 ，给水调整、炉水质指标靠近上限 给水温度最好控制在高温（90℃之上） 尽可能回收排热损失 高温烟气、排污等）加强炉体、省煤器及管路等的密封和保温 运行管理 2、运行控制调整：,三、提升蒸汽利用效率,在大气压力下产生蒸汽需要加给水的热量,,,100 oC,0 oC,温度 (oC),,,饱和水的沸点,蒸发线,干蒸汽点,焓 (kJ/kg),,未饱和水线,,,饱 和 蒸 汽 焓 表,饱和蒸汽的压力－温度关系,压 力 (bar g),温 度 (oC),饱和蒸汽的压力－ 比容关系,压 力 (bar g),比 容 (m3/kg),饱和蒸汽的能量,,压 力 (bar g),焓 (kJ/kg),全 热 能,潜 热 能,显 热 能,1、蒸汽具有很高的热能。

2、蒸汽能在一定温度下将热能放出3、蒸汽是由水所生成，水与其他能源相比， 充足易取得4、大量的热能可循环利用5、蒸汽冷凝成水，水再蒸发成蒸汽，水、汽能循环使用6、容易分配、传送与控制一、蒸汽性质：,二、蒸汽使用原则：,高压输送低压使用，正确的压力和温度干燥、干净－不 能含有水分、空气、污垢从过程设备中有效排除冷凝水 回收冷凝水 回收二次蒸汽减少蒸汽的泄漏损失1、高压输送低压使用：,1）、锅炉通常设计高压，低压锅炉易造成汽水共腾，污染整个蒸汽系统；高压时锅炉的蓄热能力增加，运行效率高2）、蒸汽压力越高，输送的速度越快蒸汽的单位重量的体积（比容积）越小，则输送所用的管径可越小有三个优点：A、热损失小；B节省管材；C、节省保温3）、对于生产线，利用的是蒸汽的热能而非压力即利用蒸汽的潜热，而压力越低，潜热越大4）、使用低压蒸汽，冷凝水温度低，二次蒸汽少，热能的损失小5）、故生产中常利用减压阀减至合适的压力因低压蒸汽的全热低于高压蒸汽，由高压减至低压时，蒸汽干度可以提高，可增加热交换器的传热效率6）、饱和蒸汽压力与温度有一定的对应关系，故使用中通常采控制压力的方式来控制温度；温度高的传热速度较快。

关于减压阀,减压阀不能选型过大,否则容易冲蚀和引起‘ 振 荡’. 减压阀通常比上游的蒸汽管道至少小一号管径. 减压阀应避免管道的垃圾和水分的侵害(安装过滤器和汽水 分离器). 上游和下游管道应根据流量以及压力正确选择. 作为原则, 如果压力的调节比大于10:1, 则建议使用 2个减压阀串联. 作为原则, 如果最小流量小于最大流量的10%, 则 建议使用两个减压阀并联.,减 压 阀 的 并 联,减 压 阀 的 串 联,关于温度控制,为了达到最佳的温度控制,正确选择控制阀口径很重要.选 型过大会造成温度波动和阀门冲蚀. 通常,控制阀要比上游管道至少小一口径. 通过控制阀有压降.当设备的需要热量减少时控制阀开始关闭,阀后的压力下降,可以降低到零,甚至出现真空. 控制阀需要日常的维护以避免赃物的积聚.,2、使用高品质的蒸汽：,蒸汽含水分、空气、污垢会造成：水锤减低设备的换热效率减低蒸汽的含热量增加蒸汽耗量,水 锤,湿 蒸 汽 增 加 蒸 汽 耗 量,例: 一蒸汽换热器组,需要输出热量300 Kw， 蒸汽压力为7 kgf/cm2 7 kgf/cm2蒸汽的潜热能为2047 KJ/kg,蒸汽负载为 300/2047＝0.147 kg/s. 如蒸汽干度为0.92(很常见), 则每Kg蒸汽的可供潜热能为 2047 X 0.92 = 1883 KJ/kg,则蒸汽耗量为 300/1883＝0.159 kg/s。

和前者相比增加了8.2%.这表示:1)锅炉的补给水增加8.2%，2)冷凝水增加了8.2%,3)锅炉的燃料耗量增加 8.2%.,氧 气 在 水 中 的 溶 解 量,冷 凝 水 是 极 有 价 值 的 资 源. 其 所 含 有 的 高 热 量 是 回 收 的 最 佳 理 由. 冷 凝 水 是 经 过 水 处 理, 回 收 冷 凝 水 可 以 降 低 水 处 理 费 用. 减 少 锅 炉 排 污. 可 以 避 免 冷 凝 水 排 放 的 巨 大 费 用. 减 少 补 充 给 锅 炉 的 水, 降 低 水 费 用. 总 的 效 果: 可 以 节 约 20% 以 上 的 燃 料.,三、冷凝水回收，二次蒸汽利用：,冷凝水回收的优点：,回收冷凝水的节约：,( 一) 燃 料 费 用 冷 凝 水 回 收 温 度 为 90 oC 补 给 冷 水 温 度 为 10 oC 温 度 差 80 oC 升 高 1 kg 的 补 给 水 至 90 oC, 所 需 能 量 为, 1 x 80 x 4.1868 = 335 KJ 如 果 蒸 汽 负 载 为 100kg/hr 335 x 1000 ＝ 335,000 KJ/hr 工 厂 运 行 24 小 时/ 天, 300 天/ 年, 则 加 热 补 给 水 所 需 能 量 为： 335000 x 24 x 300 = 2,412,000,000 KJ1 升 燃 油 的 热 量 为 41,100kJ, 锅 炉 效 率 为 80％, 则 需 要 燃 油： 2,412,000,000 / ( 41100 x 0.8) =73358 升 总 的 燃 油 费 用 为 2.2 x 73358=161,388 元,产 生 1 kg 10 bar g 饱 和 蒸 汽 所 需 的 热 量 - 给 水 温 度10 oC,产 生 1 kg 10 bar g 饱 和 蒸 汽 所 需 的 热 量 - 给 水 温 度70 oC 需 要 燃 料 减 少 9.2%,排 除 空 气： 排 除 冷 凝 水： 提 高 系 统 效 率： 增 加 可 靠 性：,使用蒸汽疏水阀?,蒸汽疏水阀选型表: （饱和蒸汽）,FT- 浮球疏水阀,TD-热动力疏水阀,BP-压力平衡式热静力疏水阀, SM- 双金属疏水阀,IB-倒吊桶疏水阀,AV-蒸汽排空气阀 注:( )表示可以替代的第二选择,蒸汽疏水阀的种类,机 械 式 疏 水 阀 感 应 蒸 汽 和 冷 凝 水 的 密 度 差. 冷 凝 水 一 产 生 就 排 放. 热 动 力 疏 水 阀 这 类 疏 水 阀 根 据 冷 凝 水 通 过 疏 水 阀 产 生 二 次 蒸 汽, 产 生 高 速 运 动, 降 低 静 压 关 闭 阀 门. 一 个 活 动 的 碟 片 是 唯 一 的 活 动 部 件. 热 静 力 疏 水 阀 感 应 冷 凝 水 和 蒸 汽 的 温 度 差. 冷 凝 水 在 排 放 以 前 必 须 冷 却 到 饱 和 温 度 以 下.,没 有 万 能 的 疏 水 阀!,,蒸汽疏水阀泄漏造成的损失,蒸汽泄漏量千克/小时,蒸汽压力 bar,8400 2000 8400 2000 8400 2000小时/年,举例: 一天24小时, 一周七个工作日, 一年50个工作周 = 8400 小时如果一个疏水阀上有一个7.5 mm的孔, 操作压力为6bar. 一天 8 小时, 一周七个工作日, 一年50个工作周 =2000 小时从图可知, 每小时大约浪费110 千克蒸汽. 按每年8400小时计算,每年将浪费110吨煤或60吨油或2200GJ天然气,。