《蒸汽能源節(jié)約》PPT課件.ppt

蒸 汽 節(jié) 能 討 論,- 余衛(wèi)東,一、提高鍋爐效率,1、鍋爐能量的收支平衡,收入熱量 = 支出熱量,燃料的應用基低位熱值 燃料物理顯熱 霧化的熱介質帶入 空氣、水帶入:,有效利用熱 排煙熱損失 化學（氣體）不完全燃燒熱損失 機械（固體）不完全燃燒熱損失 散熱（密封）損失 排污熱損失 其它熱損失,鍋爐熱效率,正平衡效率直接測出鍋爐有效利用熱占進入鍋爐的總熱量的百分數,反平衡效率-依次測出各損失項得出的方法,效率= (蒸汽焓 水焓) *蒸汽量 *100% 煤重量*煤低位發(fā)熱值,煤氣比= 蒸 汽 量 = *煤低位發(fā)熱值 耗煤量 (蒸汽焓 水焓),要求: 煤氣比6.8 效率78%,合理采用煤取得最佳蒸汽成本：,蒸汽成本= 燃料+（電+軟水+藥劑+維修） 蒸汽量 2005年（煤價：452元/噸，產汽比：6.25） 6782560.5 +（381003.8） = 76.42元/噸 93736.31 2006年（煤價：462元/噸，產汽比：6.77 ） 5811738.29 +（361253.65） = 73.57元/噸 85168.61 2007年（煤價：462元/噸，產汽比：7.12 ，成本：68.8元/噸）,煤熱值計算經驗公式：,熱值 = 8675.63 - 17.63Vad - 94.64Aad - 167.89Mad + 41.52 CRC Vad：揮發(fā)份 Aad：灰份 Mad：全水份 CRC：焦渣特性,二、降低鍋爐熱損失,1、鍋爐節(jié)能思路方向 :,排煙溫度 (160170 ) （15%） 煤渣含碳量 (5-10%) 排污 (5-10%) 可燃氣體未燃燼 散熱（密封） （3%）,金屬管壁,污 垢 層,高溫煙氣,減小熱效率的各熱阻層,被 加 熱 的 水,金屬管壁,換熱不佳-煙垢、水垢 風量不適-燃燒中心 煤熱值過高-浪費,排煙溫度,操作原因-斷煤、短路、空氣過剩系數 煤熱值過低-,高,低,措施：給水控制、換熱面清潔、風量控制、合適的燃料,煤中灰質熔點低 煤質調配 給煤分層 爐排調整 操作原因,煤渣含碳量,高,措施：煤質、含水控制、設備調整、操作技能,爐水品質差 （ TDS、PH值、M堿） 操作原因,排污損失,高,措施：調整給水、回收冷凝水、表排底排控制、預先操作 控制指標合理,鍋爐排污：,例如： F = 給水TDS (ppm) = 90 ppm B = 鍋爐目標TDS (ppm) = 3,500 ppm S = 鍋爐蒸汽蒸發(fā)率 (kg/h) = 10,000 kg/h 則排污總量 = F x S B - F = 90 x 10,000 3,500 - 90 = 264 kg/h,設備損壞 保溫材料、方式 負壓過高,保溫或密封不良損失,高,措施：本體密封、管路保溫、負壓正常,安全閥排汽 蒸汽泄露 負荷高（90%）、穩(wěn)定,其他,煤的低位發(fā)熱值越高越好。一般不低于5000kcal/kg（注意煤價與蒸汽成本的控制）。 灰份與水份含量盡量低。固定碳含量越高越好。 結焦性適中，要低于4類； 揮發(fā)份要適中，最好在23%31%之間；揮發(fā)份太高，煤極易燃燒但熱損失也大。,1、燃煤質量：,小結：,煤含適量的水，煤層厚度合理。 調整風壓、爐排速度，控制燃燒區(qū)域和火床長度。 掌握溫度數據，保持受熱面清潔。 預先調整鍋爐的運行工況，避免運行的驟增驟減。 合理的表排、底排 ，給水調整、爐水質指標靠近上限。 給水溫度最好控制在高溫（90之上）。 盡可能回收排熱損失 。（高溫煙氣、排污等） 加強爐體、省煤器及管路等的密封和保溫 。 運行管理 。,2、運行控制調整：,三、提升蒸汽利用效率,在大氣壓力下產生蒸汽需要加給水的熱量,100 oC,0 oC,溫度 (oC),飽和水的沸點,蒸發(fā)線,干蒸汽點,焓 (kJ/kg),未飽和水線,飽 和 蒸 汽 焓 表,飽和蒸汽的壓力溫度關系,壓 力 (bar g),溫 度 (oC),飽和蒸汽的壓力 比容關系,壓 力 (bar g),比 容 (m3/kg),飽和蒸汽的能量,壓 力 (bar g),焓 (kJ/kg),全 熱 能,潛 熱 能,顯 熱 能,1、蒸汽具有很高的熱能。 2、蒸汽能在一定溫度下將熱能放出。 3、蒸汽是由水所生成，水與其他能源相比， 充足易取得。 4、大量的熱能可循環(huán)利用。 5、蒸汽冷凝成水，水再蒸發(fā)成蒸汽，水、汽能循環(huán)使用。 6、容易分配、傳送與控制。,一、蒸汽性質：,二、蒸汽使用原則：,高壓輸送低壓使用，正確的壓力和溫度。 干燥、干凈不 能含有水分、空氣、污垢。 從過程設備中有效排除冷凝水。 回收冷凝水。 回收二次蒸汽。 減少蒸汽的泄漏損失。,1、高壓輸送低壓使用：,1）、鍋爐通常設計高壓，低壓鍋爐易造成汽水共騰，污染整個蒸汽系統；高壓時鍋爐的蓄熱能力增加，運行效率高。 2）、蒸汽壓力越高，輸送的速度越快。蒸汽的單位重量的體積（比容積）越小，則輸送所用的管徑可越小。有三個優(yōu)點：A、熱損失??；B節(jié)省管材；C、節(jié)省保溫。 3）、對于生產線，利用的是蒸汽的熱能而非壓力。即利用蒸汽的潛熱，而壓力越低，潛熱越大。 4）、使用低壓蒸汽，冷凝水溫度低，二次蒸汽少，熱能的損失小。 5）、故生產中常利用減壓閥減至合適的壓力。因低壓蒸汽的全熱低于高壓蒸汽，由高壓減至低壓時，蒸汽干度可以提高，可增加熱交換器的傳熱效率。 6）、飽和蒸汽壓力與溫度有一定的對應關系，故使用中通常采控制壓力的方式來控制溫度；溫度高的傳熱速度較快。,關于減壓閥,減壓閥不能選型過大,否則容易沖蝕和引起 振 蕩. 減壓閥通常比上游的蒸汽管道至少小一號管徑. 減壓閥應避免管道的垃圾和水分的侵害(安裝過濾器和汽水 分離器). 上游和下游管道應根據流量以及壓力正確選擇. 作為原則, 如果壓力的調節(jié)比大于10:1, 則建議使用 2個減壓閥串聯. 作為原則, 如果最小流量小于最大流量的10%, 則 建議使用兩個減壓閥并聯.,減 壓 閥 的 并 聯,減 壓 閥 的 串 聯,關于溫度控制,為了達到最佳的溫度控制,正確選擇控制閥口徑很重要.選 型過大會造成溫度波動和閥門沖蝕. 通常,控制閥要比上游管道至少小一口徑. 通過控制閥有壓降.當設備的需要熱量減少時控制閥開始關閉,閥后的壓力下降,可以降低到零,甚至出現真空. 控制閥需要日常的維護以避免贓物的積聚.,2、使用高品質的蒸汽：,蒸汽含水分、空氣、污垢會造成： 水錘 減低設備的換熱效率 減低蒸汽的含熱量 增加蒸汽耗量,水 錘,濕 蒸 汽 增 加 蒸 汽 耗 量,例: 一蒸汽換熱器組,需要輸出熱量300 Kw， 蒸汽壓力為7 kgf/cm2。 7 kgf/cm2蒸汽的潛熱能為2047 KJ/kg,蒸汽負載為 300/20470.147 kg/s. 如蒸汽干度為0.92(很常見), 則每Kg蒸汽的可供潛熱能為 2047 X 0.92 = 1883 KJ/kg,則蒸汽耗量為 300/18830.159 kg/s。 和前者相比增加了8.2%. 這表示: 1)鍋爐的補給水增加8.2%， 2)冷凝水增加了8.2%, 3)鍋爐的燃料耗量增加 8.2%.,氧 氣 在 水 中 的 溶 解 量,冷 凝 水 是 極 有 價 值 的 資 源. 其 所 含 有 的 高 熱 量 是 回 收 的 最 佳 理 由. 冷 凝 水 是 經 過 水 處 理, 回 收 冷 凝 水 可 以 降 低 水 處 理 費 用. 減 少 鍋 爐 排 污. 可 以 避 免 冷 凝 水 排 放 的 巨 大 費 用. 減 少 補 充 給 鍋 爐 的 水, 降 低 水 費 用. 總 的 效 果: 可 以 節(jié) 約 20% 以 上 的 燃 料.,三、冷凝水回收，二次蒸汽利用：,冷凝水回收的優(yōu)點：,回收冷凝水的節(jié)約：,( 一) 燃 料 費 用 冷 凝 水 回 收 溫 度 為 90 oC 補 給 冷 水 溫 度 為 10 oC 溫 度 差 80 oC 升 高 1 kg 的 補 給 水 至 90 oC, 所 需 能 量 為, 1 x 80 x 4.1868 = 335 KJ 如 果 蒸 汽 負 載 為 100kg/hr 335 x 1000 335,000 KJ/hr 工 廠 運 行 24 小 時/ 天, 300 天/ 年, 則 加 熱 補 給 水 所 需 能 量 為： 335000 x 24 x 300 = 2,412,000,000 KJ 1 升 燃 油 的 熱 量 為 41,100kJ, 鍋 爐 效 率 為 80, 則 需 要 燃 油： 2,412,000,000 / ( 41100 x 0.8) =73358 升 總 的 燃 油 費 用 為 2.2 x 73358=161,388 元,產 生 1 kg 10 bar g 飽 和 蒸 汽 所 需 的 熱 量 - 給 水 溫 度10 oC,產 生 1 kg 10 bar g 飽 和 蒸 汽 所 需 的 熱 量 - 給 水 溫 度70 oC 需 要 燃 料 減 少 9.2%,排 除 空 氣： 排 除 冷 凝 水： 提 高 系 統 效 率： 增 加 可 靠 性：,使用蒸汽疏水閥?,蒸汽疏水閥選型表: （飽和蒸汽）,FT- 浮球疏水閥,TD-熱動力疏水閥,BP-壓力平衡式熱靜力疏水閥, SM- 雙金屬疏水閥,IB-倒吊桶疏水閥,AV-蒸汽排空氣閥 注:( )表示可以替代的第二選擇,蒸汽疏水閥的種類,機 械 式 疏 水 閥 感 應 蒸 汽 和 冷 凝 水 的 密 度 差. 冷 凝 水 一 產 生 就 排 放. 熱 動 力 疏 水 閥 這 類 疏 水 閥 根 據 冷 凝 水 通 過 疏 水 閥 產 生 二 次 蒸 汽, 產 生 高 速 運 動, 降 低 靜 壓 關 閉 閥 門. 一 個 活 動 的 碟 片 是 唯 一 的 活 動 部 件. 熱 靜 力 疏 水 閥 感 應 冷 凝 水 和 蒸 汽 的 溫 度 差. 冷 凝 水 在 排 放 以 前 必 須 冷 卻 到 飽 和 溫 度 以 下.,沒 有 萬 能 的 疏 水 閥!,蒸汽疏水閥泄漏造成的損失,蒸汽泄漏量 千克/小時,蒸汽壓力 bar,8400 2000 8400 2000 8400 2000 小時/年,舉例: 一天24小時, 一周七個工作日, 一年50個工作周 = 8400 小時 如果一個疏水閥上有一個7.5 mm的孔, 操作壓力為6bar. 一天 8 小時, 一周七個工作日, 一年50個工作周 =2000 小時 從圖可知, 每小時大約浪費110 千克蒸汽. 按每年8400小時計算,每年將浪費110噸煤或60噸油或2200GJ天然氣,煤 噸/年 油 噸/年 天然氣 GJ/年,疏水閥泄漏,蒸 汽 浪 費 = 燃 料 浪 費 = 浪 費 錢 設 備 流 速 過 快 蒸 汽 進 入 冷 凝 水 管 道 冷 凝 水 管 被 加 壓 其 它 疏 水 閥 的 背 壓 過 高 影 響 正 常 疏 水 閥 的 工 作 無 法 維 持 恒 定 的 壓 力 和 溫 度,管理！,正 確 的 疏 水 閥 布 置,無 效 和 正 確 的 疏 水 點 布 置,冷 凝 水,集 水 槽,疏 水 閥 組,25/30m,剖 面,剖 面,疏 水 閥 組,蒸 汽 流 向,蒸 汽 流 向,正 確 不 正 確,蒸 汽 管 道 的 縮 小,分 支 管 的 連 接,正 確,不 正 確,蒸 汽,蒸 汽,冷 凝 水,下 降 管,控 制 閥,疏 水 閥 組,主 蒸 汽 管,過 濾 器,汽 水 分 離 器,疏水閥為何失效?,正 常 的 磨 損 鍋 爐 攜 帶 產 生 水 垢， 堵 塞 疏 水 閥 過 濾 器 沒 有 很 好 維 護 酸 性 冷 凝 水 引 起 腐 蝕 水 錘 冷 凍 不 正 確 的 口 徑 選 型 和 型 號 選 擇 安 裝 不 正 確 沒 有 足 夠 的 維 護,群 組 疏 水,蒸 汽,冷 凝 水,不 鼓 勵 使 用 群 組 疏 水,不 同 壓 力 下 工 作 的 疏 水 閥,10 bar g,0 bar g,3 bar g,0-10 bar g 變 化,0 bar g,10 bar g,3 bar g,0 bar g,0 bar g,二 次 蒸 汽 利 用,二 次 蒸 汽 的 量,4 bar g,0 bar g,質 量 冷 凝 水 900 kg/h 二 次 蒸 汽 100 kg/h,體 積 冷 凝 水 0.9 m3/h 二 次 蒸 汽 167.3 m3/h,1,000 kg/h,管道內的二次蒸汽,100 kg 二 次 蒸 汽 99.44% 的 總 體 積,900 kg 冷 凝 水 0.56 % 的 總 體 積,疏 水 閥 前 的 壓 力,二 次 蒸 汽 壓 力 bar g,大 氣 壓 力,二 次 蒸 汽 曲 線,4,10%,kg 二 次 蒸 汽/kg 冷 凝 水,回 收 二 次 蒸 汽 的 節(jié) 約?,實 例 蒸 汽 負 載 5000kg/h, 蒸 汽 壓 力10bar g, 二 次 蒸 汽 壓 力 1bar g, 二 次 蒸 汽 的 量 根 據 曲 線, 二 次 蒸 汽 量 為 0.125kg/kg. 總 的 二 次 蒸 汽 量 為5000X0.125=625 kg/hr 節(jié) 約 1 升 油 大 約 產 生 14kg 的 蒸 汽 , 則