工业锅炉年节能1000吨标煤技改项目资金申请报告(编辑修改稿)

工业锅炉年节能1000吨标煤技改项目资金申请报告(编辑修改稿)内容摘要：

300 240 148 4 工质进口温度 ℃ 257 257 352 192 168 30 5 工质出口温度 ℃ 257 385 450 257 192 141 6 烟气流速 m/s 11 7 平均传热温差 ℃ 689 507 272 198 89 105 8 传热系数 W（ m2℃ ） 9 传热量（烟气侧） kJ/kg 锅炉热力性能 原锅炉热力计算数据如下： 表 53 现有链条炉锅炉规范数据 序号 名称 单位 数值 1 锅炉额定蒸发量 t／ h 10 20 2 排烟温度 ℃ 148 148 3 冷空气温 .度 ℃ 20 20 4 机械不完全燃烧损 火 % 8 8 5 排烟热损火 % 6 化学不完全燃烧损失 % 1 1 7 散热损火及灰渣热损失 % 8 锅炉热效率 % 78 9 饱和蒸汽温度 ℃ 194 204 10 给水温度 ℃ 105 105 11 排污率 % 3 3 16 12 燃料量 kg／ h 13 计算燃料量 kg/h 14 炉膛容积 m3 15 辐射受热面 m2 16 容积热负荷 kJ／ m3h 17 辐射受 热面热负荷 kJ／ m2h 18 对流受热面 m2 162 19 炉膛山口温度 ℃ 963 118 （ 二 ）详细的改造方案 项目计划从“ 变频 ”、“ 水 ” 、 “ 余热 ” 、 “ 煤斗 ” 四个方面 对现有锅炉 进行改造。 详细技术改造方案如下。 变频改造 公司现使用的是 2 台 10 吨和 1 台 20 吨锅炉，其中 风机（鼓风机、引风机）和供水系统（给水泵、循环泵、蒸汽泵等）是锅炉的主要耗能（电能）部分。 现 锅炉给排风和供水采用降压启动、工频恒速运行的工作模式。 不论是启动还是运行过程，都存在大量的电能浪费，并且由于风机或水泵 长期在工频下工作，对其使用寿命也有影响。 而采用变频器调速控制后，不但能解决软启动（启动电流小于额定电流），还能节约大量的电能。 （ 1） 锅炉系统简介 图 51 为锅炉系统框图 ，可见约 90%以上的用电量消耗在泵电机和风机电机上。 17 图 51 锅炉系统框图 公司锅炉 给水控制是用接触器控制电机的起停，从而保证锅炉水位。 当锅炉水位达到水位上限时，控制柜切断给水泵电机的电源，给水泵停止工作。 当锅炉水位下降到水位下限时，给水泵开始工作。 给水泵的起动采用 “Y△ ”转换启动 ， 给水泵起动后一直在工频下运行，电机一般都处于满负荷 状态。 特别是频繁启动停止，一方面影响电机寿命，另一方面由于启动过程电流较大，电能损耗相对较多。 鼓风机和引风机（产生负压用）也是 工作在 工频恒速运行模式下。 当所需要的风量较小时，减小风门开度；当需要风量较大时，增大风门开度，而电机一直处于满负荷运行状态，能量损耗较大。 一般地，为了保证风门执行机构安全可靠，风门最大开度为 80%，而在工作过程，大部分时间内风门开度为 50～ 70%。 可见，大量的电能被白白浪费。 （ 2） 给供水系统变频改造 （如图 52 所示） 由水泵的工作原理可知流量与转速 N 成正比，扬程 H与转速 N 18 的平方成 正比，轴功率 P 与转速 N 三次方成正比，电机的转速与电源频率 F 成正比，因此改变电源频率， 改变给水泵的转速，可有效的减小水流量及节约电能。 变频器给水泵 锅炉输入电源操作器用于参数设置和压力及故障信息监视调节输出频率改变转速改变压力 远程压力表 图 52 给供水系统的变频改造示意图 因其锅炉液位自控仪会自动调节进水电动阀的开度，故进水管内水压会随之变动，再通过远程压力表检测压力输出模拟信号送至变频器，作为变频器 PID 控制的监测值，确保改变频率，降低给水泵转速，使供水压力恒定，再利用水位上限位控制其停止，从而达到节能之目的。 （ 3）风机系统 变频改造 锅炉的鼓（引）风机的风量是经常变动的，由于汽量变化是经常变化的，所 以风量就需要经常调节 （ 阀门调节 ） ，锅炉的控制室到阀门的距离较远，操作十分不便，也不可能调节得当，风量调节过大，空气含氧量超标，浪费了热能，风量调节过小，煤渣残留碳份超标又浪费了煤，因此为了提高控制水平，保证空气含氧量和煤渣 19 残留的碳份达标，必须对风量进行有效的调节。 （变频改造如图 53所示） 变频器鼓风机锅炉输入电源操作器压力变送器变频器引风机输入电源操作器检测炉膛负压 图 53 风机系统 变频改造示意图 鼓风机变频器采用人工控制，视状况自行调节。 引风机部分采用压力变送器采集炉膛负压值，输出模拟信号送至引风机变频器，调用变频器内置的 PID 调节器 ，自动调整输出频率，控制引风机转速，降低能 耗。 (4)变频改造后的运行流程 当自动变频出现故障时，其变频器将发出一个命令，此时旁路接触器自动吸全，节电接触器断开，系统由节能运行转为工频运行。 （ 工作流程示意图如图 54 所示 ） 20 传感器 PID调节 变频器 切换装置电机信号给定 发送指令 故障信号自动变频运行工频运行 图 54 工艺流程图 冷凝水回收 对于 公司 来说，蒸汽在用汽设备中被使用的实际上仅仅是其潜热，蒸汽的显热 —— 冷凝水所具有的热量几乎全部被丢弃。 这是因为要提高蒸汽使用设备的生产效率，即加热效率，就必须尽快把传热效率低的冷凝水从蒸汽中排出去。 蒸汽在各用汽设备中放出汽化潜热后，变成同温同压下的饱和冷凝水，假如未受污染，冷凝水近于 纯净的蒸馏水，可以直接作为锅炉给水。 一般来说，饱和冷凝水平均具有蒸汽热能的 20%左右，如不回收，不但损失热能，将增加化学水处理费用，增加锅炉排污量及由此增加的热损失，因此回收冷凝水是一项重要的节能措施，近年来得到了越来越多的企业的重视。 （ 1） 冷凝水回收系统 由于饱和冷凝水在输送过程中因压降而存在闪蒸，形成一种汽液两相流，并随压力和温度改变而相互转化，这使冷凝水回收利用存在一定的复杂性。 在设计回收系统时，要对用汽设备的热负荷进行详尽调查，完成从锅炉 —蒸汽管网 —用汽设备 —疏水系统 —回收管网 —回收泵站 —锅炉的热力循环系统的周密设计，保证热力系统 21 近于完善的能源梯级利用程度。 （ 2） 冷凝水回收方法 ① 开 放 式回收 水温降至普通水泵不产生汽蚀的温度 75℃ 左右，饱和冷凝水在大气压下二次闪蒸，造成大量潜热损失，能源利用率不足 60%。 同时由于冷凝水与大气的接触，丧失了原先软化处 理后的水质条件。 ② 密 闭式回收 回收系统不与大气接触，减少跑、冒、滴、漏的热损失和热污染 ,冷凝水的回收温度可达 100℃ 以上； 节水及水处理费用。 节能 率达高达 20%以上。 假设使用 4t/h 的蒸汽锅炉，设备使用蒸汽压力为 10kg/cm2，密闭式回收冷凝水压力 6kg/cm2，回收量 3t/h，其冷凝水回收价值每年超过 100 万元。 （详见表 54） 表 54 蒸汽冷 凝水回收效益分析表 项目 开放式回收 密闭式回收 单位 没消失回收冷凝水量 3000 3000 Kg 回收的再生蒸汽量（ 1） 65 100 % = 每小时的实际回收量 2550 3000 Kg 每月运转时数（ 2） 352 352 H = 每月回收冷凝水量 897600 1056000 Kg 每 kg 所回收热量（ 3） 10020 16520 Kcal/kg = 每月冷凝水回收热量 71808000 153120200 Kcal 247。 锅炉效率 80 80 % 22 项目 开放式回收 密闭式回收 单位 = 每月节省热能 量 89760000 191400000 Kcal 247。 燃油发热量（ 4） 10200 10200 Kcal/kg = 每月节省燃油量 8800 18765 Kg 燃油价格（ 5） 元 /kg = 每月节省燃料费用 41888 89321 元 + 每月节省水费 （ 6） 2019 2376 元 + 每月节省软水处理费（ 7） 4488 5280 元 = 每月节省总费用 48395 96977 元 = 每年节省总费用 580740 1163724 元 通过比较，项目拟采用密 闭式 回收方法 对现有锅炉进行改造。 （ 3）密闭式冷凝水回收系统组成 该系统处于高于大气压力的运行状态，因而明显体现出了优于开放式回收系统的节能效果和综合效益。 闪蒸损失的大大减少和冷凝水的及时输送，使冷凝水本身的热量得到比较充分的利用；冷凝水与空气的隔离状态使得水质保持较好的软化状态，并使得回水管道和附件减轻腐蚀；系统的可靠运行同时带来整个供热系统的平稳运行，既减少了热排放的环境污染，也减少了锅炉的负荷压力。 蒸汽冷凝水经疏水阀疏放，利用疏水阀余压（背压）将冷凝水输送、汇集至集水罐；为保证系统的压力平衡，用压力调节 阀控制闪蒸汽，少量超压的闪蒸汽引至软水箱等处吸收，或作为低压汽源再利用；冷凝水由回收装置直接输入锅炉或除氧器等处回收利用，冷凝水的去向选择由电磁阀控制。 从工艺上来说，密闭式冷凝水回收系统总体上由回收管网和回 23 收泵站两部分组成。 管网部分主要包含蒸汽疏水阀和回收管道；泵站部分主要包含集水罐、压力调节阀、回收装置、自力阀及必要的监控阀门和仪表等。 管网部分的主要作用是在保证不影响用汽设备的加热工艺的前提下，阻止未冷凝放热的蒸汽直接排出，而将其中的冷凝水及时地疏出，并输送汇集至一定距离处；而泵站部分的主要作用则是将已 集中的冷凝水及时地进一步输送至合适的利用处，同时对闪蒸汽进行控制和处理。 控制系统采用 可编程控制器控制。 设置控制柜将差压变送器的模拟信号送到 LOGO 可编程控制器控制水泵的启动或停止，集水罐水位过高 /过低和集水罐压力过高报警等。 该型号控制柜可以接受由差压变送器送过来的模拟信号 1 路、液位继电器检测水位电极的开关信号 1（ 2）路、锅炉的水位控制信号 X路，集水罐水位过高和过低报警 2 路，集水罐压力过高 1 路、报警试音、消音开关信号各 1路；由 LOGO 可编程控制器控制水泵的启动或停止 1（ 2）路、控制 1（ 2）路排气报警灯。 当满 水器没有水时，继电器控制指示灯报警，提醒进行排气，直至满水器充满水时报警结束。 冷凝水汇集到集水罐后，当水位达到 1泵启动水位时， 1泵启动，此时如果回水流量小于 1泵的流量，当水位降低到 1泵停止水位时， 1泵停止；此时如果回水流量大于 1泵的流量，经过时间 T后，水位没有下降，则 2泵启动，这时水位下降，当水位降低到 1泵停止水位时， 1和 2泵同时停止。 锅炉排烟余热回收 24 公司现有锅炉烟在烟道的温度为 280℃ ， 锅炉排烟温度直接影响到锅炉机组的经济性和尾部受热面工作的安全性。 选择较低的排烟温度可以降低锅 炉的排烟损失，有利于提高锅炉热效率，节约能源及锅炉运行费用。 但排烟温度降低却使尾部受热面中烟气与工质的传热温压减小，传热面积增大，金属消耗和设备初投资增多。 另外排烟温度过低还会引起烟气中硫酸蒸汽的凝结，使低温受热面腐蚀堵灰。 所以 公司 锅炉的排烟温度 应降到 1。