工業(yè)鍋爐節(jié)能減排

我國工業(yè)鍋爐用煤是如何分類的?答：我國工業(yè)鍋爐用煤按照碳化程度的高低，并依據(jù)煤的揮發(fā)分、水分、灰分的含量來分類。(1)無煙煤：無煙煤揮發(fā)分含量最低，不超過10%,因而著火困難，燃盡也不容易。但它燃燒時沒有煤煙，焦炭也沒有黏結(jié)性。其含碳量≥40%,最高可達(dá)95%;灰分不大，為6%~25%;水分為1%~5%,很低；發(fā)熱量高，一般為25000kJ/kg~32500kJ/kg。(2)煙煤：煙煤揮發(fā)分含量較高，一般為10%~45%;含碳量為40%~50%;灰分為7%~30%;水分為3%~8%;發(fā)熱量為20000kJ/kg~30000kJ/kg。為了更合理地組織燃燒工況，給設(shè)計工作創(chuàng)造有利條件，在煙煤中又特別地分出了貧煤和劣質(zhì)煙煤。貧煤：揮發(fā)分含量較低，一般為10%～20%,著火較困難，但不結(jié)焦。劣質(zhì)煙煤：揮發(fā)分中等，為20%~30%;水分高，為12%;灰分也高，為40%~50%;發(fā)熱量較低，為11000kJ/kg~12500kJ/kg。(3)褐煤：褐煤揮發(fā)分含量較高，為40%~50%,而揮發(fā)分析出溫度很低，所以著火及燃燒均較容易；含碳量為40%~50%;但水分及灰分很高，水分約為20%～50%;灰分約為6%~50%;發(fā)熱量低，為10000kJ/kg~21000kJ/kg。(4)泥煤：含碳量少，含氧量高；水分很多，約為40%～50%;灰分多者可達(dá)30%～50%,少者僅1%～4%;發(fā)熱量很低約為8000kJ/kg～10000kJ/kg。煤的燃燒過程可以分為幾個階段?答：煤的燃燒過程可以分為以下4個階段：(1)煤的預(yù)熱和干燥階段。(2)揮發(fā)分的析出和焦炭的形成階段。(3)可燃?xì)怏w和焦炭的燃燒階段。(4)焦炭的燃盡和灰渣的形成階段。怎樣才能降低排煙熱損失?答：在工業(yè)鍋爐的各項熱損失里，排煙熱損失實際上是鍋爐各項熱損失中最大的一項。有的在運鍋爐，排煙溫度高和過量空氣系數(shù)偏大，可使鍋爐排煙熱損失高達(dá)20%～30%;所以降低排煙熱損失就是很重要的任務(wù)了。首先，要降低排煙溫度。主要措施如下：(1)鍋爐使用單位要按設(shè)計要求設(shè)置尾部受熱面(省煤器、空氣預(yù)熱器)。(2)鍋爐運行時，要保持受熱面的換熱能力，防止結(jié)生水垢和受熱面積灰。也就是要通過運行水處理設(shè)備而使水質(zhì)達(dá)標(biāo)，不生水垢。另外一旦結(jié)垢，要及時除垢。防止積灰的方法一是要設(shè)吹灰裝置，并能堅持使用；二是運行時要定期清灰，保證受熱面不積灰。(3)要保護(hù)好爐膛的隔煙墻和隔煙板防止煙氣流程短路。有人看到鍋爐正壓燃燒往外冒煙，認(rèn)為引風(fēng)機負(fù)壓小，而打開隔煙墻的做法會造成煙氣短路，熱損失較大。其次，降低排煙量。主要措施如下：(1)防止因鍋爐負(fù)壓運行而大量將爐外冷空氣抽入爐內(nèi)。造成爐膛內(nèi)漏風(fēng)系數(shù)過大，會降低爐膛溫度，惡化燃燒的工況。而其他部位的漏風(fēng)根本不起助燃作用，對燃燒不利，只能增加排煙熱損失。所以一定要保證爐體密封嚴(yán)、爐門的密封性好。不能開著爐門燒爐。(2)嚴(yán)格控制過?？諝庀禂?shù)，保護(hù)低氧燃燒。引風(fēng)機和鼓風(fēng)機要合理送風(fēng)，要保護(hù)爐膛微負(fù)壓運行。有的單位怕冒煙和漏灰，引風(fēng)開得過大，爐膛負(fù)壓加大，空氣過剩系數(shù)太大，排煙量也必然加大。同時要控制漏風(fēng)，爐排要有較好的側(cè)密封結(jié)構(gòu)，風(fēng)室不串風(fēng)；爐門和看火門關(guān)閉要嚴(yán)密。怎樣降低固體不完全燃燒熱損失?答：在層燃工業(yè)鍋爐中，固體不完全燃燒熱損失與排煙熱損失同樣重要。降低固體不完全燃燒熱損失的主要方法如下：(1)選取合理的燃燒方式減少飛灰損失；選用不漏煤爐排減少漏煤損失。(2)爐膛內(nèi)燃燒結(jié)構(gòu)要選取合理的拱型，使燃燒更加合理，維持爐內(nèi)較高溫度，碳粒盡量燃盡，減少爐渣含碳量。(3)改善燃料特性，使燃燒與爐型匹配。對揮發(fā)分過低或灰熔點過低的煤，可以通過混煤使之達(dá)到一般的二類煙煤的特性。塊煤要進(jìn)行破碎，適當(dāng)加點水，要調(diào)整好燃燒。(4)提高司爐工素質(zhì)，正確地進(jìn)行燃燒調(diào)整，采用合理的運行方式。用什么方法降低氣體未完全燃燒熱損失?答：主要采用如下方法：(1)確保有足夠的爐膛空間供可燃?xì)怏w充分燃燒；(2)采用合理的前、后拱，保證燃燒溫度；(3)保持合適的過?？諝庀禂?shù)，確保燃燒所需的氧。對于鏈條爐排鍋爐，氣體未完全燃燒熱損失按0.5%～2%考慮。怎樣降低散熱損失?答：降低散熱損失的措施有：(1)采用先進(jìn)的爐墻保溫材料；(2)煙箱、煙道、爐門等處加強密封、絕熱。對鏈條爐排鍋爐散熱損失約為1%~5%。怎樣降低灰渣物理熱損失?答：對鏈條爐排鍋爐灰渣物理熱損失要求為1%~5%。降低灰渣物理熱損失的措施是：(1)動力配煤，使燃煤灰分不過高；(2)強化燃燒(拱合理、風(fēng)合適);(3)調(diào)整好爐排速度，降低灰渣溫度。什么是燃料?答：凡是在燃燒過程中能釋放出大量熱量的物質(zhì)，稱為燃料。什么叫煤的發(fā)熱量?答：1kg煤完全燃燒時，所放出的全部熱量叫做煤的發(fā)熱量，單位是“kJ/kg”。什么叫高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量?答：高位發(fā)熱量是煤的最大發(fā)熱量。即包括煤燃燒后產(chǎn)生的水蒸氣全部凝結(jié)為水后所放出的凝結(jié)熱。低位發(fā)熱量是指煤的實際發(fā)熱量。即煤在燃燒時，扣除消耗于其本身水分蒸發(fā)的汽化潛熱后所放出的熱量。在鍋爐中一般都用低位發(fā)熱量來計算煤量和熱效率。什么叫標(biāo)準(zhǔn)發(fā)熱量?答：不同種類的煤，發(fā)熱量差別很大，為了對比和計算上的方便，通常將低位發(fā)熱量29300kJ/kg定為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)熱量；或者說，將低位發(fā)熱量29300kJ/kg的煤定為標(biāo)準(zhǔn)煤。什么叫揮發(fā)分?答：當(dāng)煤被加熱時，水分蒸發(fā)后，溫度不斷上升，當(dāng)升到一定溫度后，就有碳、氫、氧的化合物，如一氧化碳、甲烷等可燃?xì)怏w分解出來，這種可燃?xì)怏w就叫揮發(fā)分。鏈條爐用煤的揮發(fā)分含量最好在20%以上。煤迅速而完全燃燒需要哪幾個條件?答：一要有較高的溫度；二要有適量的空氣；三要有充裕的時間。什么叫鍋爐熱效率?答：所謂鍋爐熱效率是鍋爐在單位時間內(nèi)有效利用的熱量與所消耗燃料輸入熱量的百分比。熱效率是反應(yīng)鍋爐是否節(jié)能的標(biāo)志。鍋爐熱效率的測試方法，有正平衡法和反平衡法。什么叫排煙熱損失?答：排煙熱損失系指排出的鍋爐的煙氣所具有的焓值高于進(jìn)入鍋爐的空氣的焓值而造成的熱損失。排煙熱損失是各項熱損失中較大的一項，一般為5%~12%。排煙熱損失的大小，取決于排煙溫度和煙氣量，如果排煙溫度增高12℃～15℃。排煙損失約增1%。工業(yè)鍋爐排煙溫度應(yīng)為160℃～250℃。什么是化學(xué)未完全燃燒(氣體不完全燃燒)熱損失?答：化學(xué)未完全燃燒熱損失是指煙氣中含有未燃盡的CO、H?、CH?等可燃?xì)怏w造成的熱損失，也稱為氣體不完全燃燒熱損失。什么是物理未完全燃燒(固體或機械不完全燃燒)熱損失?答：固體燃料在燃燒過程中，部分燃料沒有完全燃燒而隨灰渣、飛灰(爐排上的漏煤)離開鍋爐而造成的熱量損失稱之為物理未完全燃燒熱損失，也稱為固體或機械不完全燃燒熱損失。什么是散熱損失?答：鍋爐在運行過程中，爐墻、鍋筒、集箱、管道等外壁溫度均高于周圍的環(huán)境溫度，必然向外界散熱，這種熱損失叫散熱損失。什么是灰渣物理熱損失?答：從鍋爐中排出的灰渣具有很高的溫度，要帶走一定的熱量。這部分熱量尚未在鍋爐上加以利用而造成損失，叫做灰渣物理熱損失。什么是灰渣物理熱損失?答：從鍋爐中排出的灰渣具有很高的溫度，要帶走一定的熱量。這部分熱量尚未在鍋爐上加以利用而造成損失，叫做灰渣物理熱損失。引燃拱依據(jù)什么來確定拱的形式?答：引燃拱要根據(jù)煤種而確定形式。在燃用揮發(fā)分較多且發(fā)熱量較高的煙煤時，新煤燃燒完全可以依靠火焰的直接輻射而獲得充分的熱量來引燃。因此，在進(jìn)口處的爐膛上方裝設(shè)一段較短而較高的引燃拱即可。燃用一般煙煤時，可采用拋物線前拱和斜直線拱。燃用灰分高的劣質(zhì)煤時，因其揮發(fā)分低、燃燒時放熱量少、火焰短，因而著火比較困難。此時應(yīng)采用低而長、具有適當(dāng)傾斜和合理形狀的引燃拱。這是因為此時不僅需要爐拱的輻射作用，而且還需要通過煙氣的向前流動來提高著火區(qū)的爐溫，并促使煙氣對新的燃料和爐拱產(chǎn)生較強的直流對流加熱，使鄰近燃燒中的燃料的熱量集中傳到新燃料上，達(dá)到及時引燃。如果在前拱的后面安裝一個很低的，反方向傾斜的“中拱”,對于劣質(zhì)煤的引燃及節(jié)能有相當(dāng)顯著的作用。新購置的鏈條爐前拱需要改造嗎?答：目前國內(nèi)設(shè)計的鏈條爐所設(shè)用的燃料多數(shù)都是Ⅱ類煙煤。Ⅱ類煙煤的技術(shù)要求一般為：①揮發(fā)分≥20%左右；②低位發(fā)熱值約20MJ/kg。而各單位在運行使用的燃料都達(dá)不到這個標(biāo)準(zhǔn)，不是揮發(fā)分少，就是發(fā)熱值低，造成點火困難，爐膛溫度低，同時造成能源浪費。各單位不管是新爐還是舊爐，都要根據(jù)自己使用的煤種來改造前拱和后拱，保證鍋爐的燃燒效率，做到節(jié)能。爐拱如何改造?答：目前，各單位鍋爐在實際運行時，使用的煤種變化較大，而且與設(shè)計煤種往往有較大的差異。因此，在實際使用中，往往要對爐拱進(jìn)行必要的改造，以適應(yīng)煤種的需要。圖2-1為改造爐拱的示意圖。其存在的主要問題是：使用的燃煤比設(shè)計煤種差，爐膛溫度低，約700℃;爐著火慢，時常出現(xiàn)火床斷火，著火距煤閘板約0.6m～1.0m;灰渣含碳量高。針對爐拱結(jié)構(gòu)存在的問題，從改善著火條件、提高爐膛溫度著手，對鍋爐進(jìn)行改造。改造后的爐拱情況如圖2-2所示。經(jīng)過改造后的爐拱，通過實際運行發(fā)現(xiàn)，改造效果良好：燃料進(jìn)入煤檔后距煤閘板0.3m著火，火床燃燒強烈，火焰充滿度好；由于前拱降低，后拱加長，拱間形成喉口間距由原來的2.0m縮小到1.0m;加強氣流擾動混合，強化爐內(nèi)燃燒，有效地提高了爐膛溫度，使其達(dá)到1400℃左右。煤著火點的提前、爐膛溫度的提高，使灰渣含炭量明顯減少；煙氣的旋流混合又加強了煙氣中焦炭粒子的分離，使之落在火床上和新燃料層進(jìn)一步燃盡；強烈的煙氣旋流還使煙氣中的CO、H?、CH?等充分燃燒，從而提高鍋爐的熱效率4%以上。怎樣才能合理送風(fēng)?答：對于鏈條爐、振動爐、往復(fù)爐，煤的著火主要依靠爐膛火焰和拱的輻射熱，因而上面的煤先著火，然后逐步向下燃燒。燃料隨爐排不停地運動，依次會發(fā)生著火、燃燒、燃盡各階段。而著火和燃盡階段需要空氣量?。恢胁咳紵A段，空氣需要量大。所以在運行時必須根據(jù)風(fēng)室和調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)，采取分段送風(fēng)。將前、后風(fēng)門稍開，而中間風(fēng)門全開。但在負(fù)荷低的時候，要根據(jù)爐排上煤燃燒的情況來調(diào)節(jié)風(fēng)量，前風(fēng)門小開，中間多開；當(dāng)煤燃盡，爐排上沒火時，應(yīng)關(guān)風(fēng)門。如果風(fēng)量供得不足，使不完全燃燒損失增大；如果風(fēng)量供得超量，排煙熱損失增大。因此，在運行中，必須合理調(diào)整送風(fēng)，以降低熱損失，提高熱效率。在選擇燃煤時，除了考慮揮發(fā)分和發(fā)熱量之外，還應(yīng)考慮什么特性?答：在選擇燃煤時，一般人們只關(guān)心揮發(fā)分和發(fā)熱值這兩個參數(shù)，其實還應(yīng)當(dāng)了解燃煤的另外一些特性，如燃煤的顆粒度、煤的比重、煤的粘結(jié)性、結(jié)焦性以及灰渣的熔融性等。什么樣的煤種適用于鏈條爐?答：不同的燃燒方式適用不同的煤種：鏈條爐排適用的煤種是Ⅱ類煙煤。其揮發(fā)分≥20%;低位發(fā)熱量為20MJ/kg左右；顆粒度要求為：0mm～3mm的顆粒要<20%,最大顆粒尺寸為30mm~40mm。當(dāng)然別的煤種也能在鏈條爐排上燃燒，但由于煤種改變了，所以其出力、熱效率也都會發(fā)生改變，達(dá)不到原設(shè)計的參數(shù)。鍋爐熱效率合格指標(biāo)是多少?答：鍋爐熱效率是工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測檢查中最重要的一項指標(biāo)。針對鍋爐運行，國家專門制定了熱效率合格指標(biāo)。鍋爐的排煙溫度是不是越低越好?答：不是。由于煙氣里含有SO?,在低溫結(jié)露時，容易生成硫酸或亞硫酸，容易使尾部受熱面受到腐蝕。所以，為了綜合考慮，鍋爐排煙溫度下限為150℃,最低排煙溫度可達(dá)到120℃。什么叫過量空氣系數(shù)?答：實際空氣量與理論空氣量之比，稱為過量空氣系數(shù)。什么叫漏風(fēng)系數(shù)?答：漏入鍋爐里的空氣量與理論空氣量之比稱為漏風(fēng)系數(shù)。不同的燃燒方式對燃煤的顆粒度各有什么要求?答：不同燃燒方式對燃煤的顆粒度要求是不同的。(1)鏈條爐要求的顆粒度為：0mm～3mm的顆粒少于20%;最大顆粒要≤40mm。(2)煤粉爐要求煤粉的平均粒徑在50μm~100μm之間。(3)流化床鍋爐要求煤的粒徑為0mm~8mm。如果燃煤的顆粒度和鍋爐所要求的粒度不一致，就會使?fàn)t內(nèi)燃燒工況發(fā)生異常，不但影響鍋爐的熱效率，而且影響燃燒工況的穩(wěn)定性。如果鏈條爐的燃煤中細(xì)粉(0mm~6mm)占40%～50%,則燃料層難以穩(wěn)定，有被風(fēng)吹穿的可能。反之煤塊大于40mm,甚至更大，則在爐排有限的長度內(nèi)不能燃燼，造成灰渣含碳量增高，形成物理熱損失。不同的煤種揮發(fā)分析出的溫度為多少?答：不同煤種揮發(fā)分析出的溫度是不一樣的。(1)褐煤開始析出揮發(fā)分的溫度為130℃～170℃左右；(2)煙煤開始析出揮發(fā)分的溫度為170℃～