燃煤鍋爐及冷卻塔節能技改工程項目建議書可研報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 盡。 設計的技術方案本次鍋爐改造本著長期、穩定、高效、低磨損的原則，采用高低差速循環流化床鍋爐專利技術，內置高溫水冷分離器，單級分離單級返料。技術特點（1）采用高低差速循環流化床燃燒方式，鍋爐的有效容積大，燃燒完全，熱效率高，磨損輕。鍋爐采用高低差速循環流化床結構設計，將鍋爐原燃燒室改造成主燃室和副燃室。通過爐下送風的相互配合，使爐內物料在主燃室與副燃室之間形成循環流。鍋爐的埋管受熱面布置在副燃室內，不僅很好地解決了磨損問題，提高負荷穩定性，并具有一定的超負荷能力。而且能很方便地通過調節副燃室的送風量來調節鍋爐的運行。增加鍋爐的有效容積，使 65t/h 鍋爐 900℃ 以上的有效容積達 360m3，75t/h 鍋爐 900℃以上的有效容積達 420m3，平均噸汽有效容積達 ，煙氣停留時間達，使分離器不能分離的粒徑小于 80μm 的細煤粉顆粒通過爐膛一次性燃燒完全，飛灰含碳量低，熱效率高，熱效率可達 90%以上。鍋爐上部為高流速，煙氣流速為 ，攜帶能力強，分離效率高；下部為低速床，煙氣流速為 。由于爐膛內的灰濃度隨高度增加呈降低趨勢，在爐膛的下部灰濃度較大，在此處采用較低的煙氣流速，即使在沒有任何防磨措施的情況下也可以有效防止膜式壁受熱面的磨損，爐膛上部灰濃度較低，因此選取適當高一點的煙氣流速也不會出現磨損26問題。已經改造投運的鍋爐長期運行實踐證明，沒有出現爐膛受熱面磨損爆管事故，效果理想。（2）分離器結構做重大改造，分離效率高，分離器阻力低，運行穩定可靠：①中心筒的插入深度大于 80%。②煙氣入口高寬比大于 4。③煙氣入口流速大于 30m/s。④采用特殊結構降低阻力，分離效率高，分離效率達到 99%以上，保證除塵灰中粒徑小于 80μm 的細灰份額大于 80%。阻力小于800Pa。⑤分離器阻力低、分離效率高通過對分離器結構的優化設計，分離器阻力較傳統高溫旋風分離器大為降低但分離效率不降低，熱態運行阻力約為 400Pa—700Pa，傳統高溫旋風分離器典型熱態運行阻力為 980Pa—1960Pa，系統阻力降低減少了引風機運行電耗，提高了鍋爐運行的經濟性。（3）分離器置于過熱器、省煤器前，分離、返料溫度高，過熱器、省煤器不在灰循環回路中，磨損大為減輕由于對分離器進行了優化設計，煙氣中的飛灰進行了分離，使進入過熱器、省煤器的煙氣含塵濃度和細度大為降低，飛灰粒徑細化，大大減輕了過熱器、省煤器的磨損，過熱器、省煤器無需噴涂防磨。（4）采用帶橫埋管、爐膛全膜式壁懸吊結構布置方式，負荷穩定由于埋管受熱面的吸熱量占整個蒸發吸熱量的 40%，負荷一般都能保證，并有一定的超負荷能力。埋管屬于沉浸受熱面，受到高濃度高溫床料的激烈沖刷，集對流傳熱和輻射傳熱于一體，傳熱系數高達爐膛27水冷受熱面的 2—3 倍，且爐膛容積較大，爐膛蒸發受熱面有富余，因此在爐膛稀相區下部敷設部分衛燃帶來調整爐膛出口溫度。同時，爐膛稀相區下部灰濃度較高內循環強烈，衛燃帶還可防止高濃度灰對膜式壁受熱面產生磨損。當運行煤種或入爐煤粒度出現較大變化時，可以通過調整衛燃帶的面積方便地調整爐膛出口溫度。（5）采用自平衡型 U 型閥返料器U 型閥返料器具有自我調整，自我平衡能力，當入爐煤煤種、粒度產生變化或變負荷時，U 型閥返料器能自動平衡返料量的變化，無需人為調整，返料順暢，穩定可靠，是當今循環流化床鍋爐應用最廣泛的返料器。（6）采用自流式風力給煤裝置該給煤裝置經過長期運行，運行良好，在水分合適的情況下不堵塞。給料口有兩股不同方向的播料風口。一股水平，另一股向上 15176。角。可根據燃料粒度、水分的不同調節二股風的風量，使燃料均勻播撒入床，并可對燃燒份額及過熱汽溫作少量調節，有效改善給料口附近氧情況。提高熱效率的措施提高鍋爐熱效率的途徑有二：一是提高鍋爐的有效容積，二是提高分離器的分離效率。（1）提高鍋爐有效容積將鍋爐后墻后移，采用高低差速結構，增大了爐膛的容積，爐內受熱面通過衛燃帶調節，使各部位的溫差控制在 50℃以內，整個爐膛溫度都在 900℃以上，整個容積都是有效容積，65t/h 鍋爐總有效容積可以達到 360m3，75t/h 鍋爐總有效容積可以達到 420m3，噸汽有效容積，按 900℃計算，煙氣停留時間提高到 ，使分離器不能分離28的粒徑小于 80μm 煤粉顆粒通過爐膛時一次性燃燒完全，有效降低了飛灰的含碳量。改造前，65t/h 鍋爐的有效容積只有 300m3，75t/h 鍋爐的有效容積只有 350m3，煙氣停留時間不到 3s，所以熱效率低。（2）提高分離器的分離效率通過對分離器進行優化設計，分離器阻力降為 400Pa—700Pa，分離效率高達 99%以上，分離溫度高達 950℃ 以上。旋轉煙氣的擾動打破了灰包碳結構，煙氣與循環灰強烈的混合使分離器內燃燒在較低氧濃度的情況下也十分強烈，促進飛灰的燃盡，降低飛灰的含碳量。又是高溫返料，返料溫度高達 850—950℃，有利于飛灰燃燼。循環倍率為 57，熱效率高達 90%以上，飛灰含碳量可降至 5%以下。提高負荷的措施本方案采用高低差速循環流化床技術，下部布置有埋管，埋管的吸熱量是整個蒸發吸熱量的 40%以上，所以在燃用低熱值燃料時，也可使鍋爐的出力能夠達到滿負荷，并有一定的超負荷能力。在入爐煤低位發熱量比設計煤種低位發熱量下降 500Kcal/kg、上浮 1500Kcal/kg 的范圍內，都可以保證鍋爐負荷在 65t/h 和 75t/h 經濟穩定運行，各參數符合運行要求，并保證有 10%以上的超負荷能力。防磨措施（1）埋管埋管最低點位置選擇合理為 450mm，穿過埋管的煙氣流速低，不超過 ，加之埋管采用不銹鋼防磨鰭片，使用壽命長，燃用4000Kcal/kg 的煙煤，埋管壽命可達 4 年以上。（2）爐膛、分離器由于爐膛內的密相區的流速控制在 ，稀相區的流速控29制在 ，不存在爐膛受熱面的磨損，從根本上解決了鍋爐受熱面的磨損問題。流速爐膛密相區、分離器入口、分離器內壁、料腿、返料器、分離器出口均采用鋼玉耐磨澆注料或可塑料，爐膛稀相區衛燃帶采用高強耐磨防磨澆注料。傳統循環流化床鍋爐的分離器是磨損最為嚴重的部位，短的不到一個月便無法運行，采用本方案設計的鍋爐在運行半年及一年后停爐檢查，剛玉耐磨澆注料、可塑料完好無損，施工時模板間的澆注料漏漿印記仍在，未發現有磨損的跡象。（3）過熱器、省煤器由于過熱器、省煤器前布置高溫分離器，過熱器、省煤器入口煙氣濃度大為降低且粒徑細化，這樣大大減少了煙氣中飛灰顆粒對過熱器、省煤器的沖刷、磨損。并且過熱器、省煤器迎風面及彎頭均焊有防磨片或防磨瓦，這樣過熱器、省煤器壽命就大大延長，過熱器壽命可大于10 年、省煤器壽命可大于 5 年。采用本方案設計的鍋爐在運行半年及一年后停爐檢查，受熱面及防磨瓦完好，未發現有磨損的跡象。過熱器、省煤器等受熱面根本不需要噴涂防磨。更換一次風機和引風機并改造除塵設備鍋爐改造后，為滿足鍋爐運行和環保達標的要求，應更換一次風機和引風機，并對除塵設備進行改造。需要改造 4 臺除塵器，更換 12 臺風機。 水動能回收冷卻塔技術改造方案 冷卻水循環系統現狀工業冷卻水在熱交換設備和冷卻塔之間的循環是通過水泵來驅動的。30天源公司現有冷卻塔五臺，循環水泵三臺，正常情況下開兩臺。循環泵額定功率 220kW，實際運行功率 119kW，有富余揚程和流量。 水輪機類型反 擊 式 水 輪 機 可 分 為 混 流 式 、 軸 流 式 、 斜 流 式 和 貫 流 式 。 在 混 流式 水 輪 機 中 ， 水 流 徑 向 進 入 導 水 機 構 ， 軸 向 流 出 轉 輪 ； 在 軸 流 式 水輪 機 中 ， 水 流 徑 向 進 入 導 葉 ， 軸 向 進 入 和 流 出 轉 輪 ； 在 斜 流 式 水 輪 機中 ， 水 流 徑 向 進 入 導 葉 而 以 傾 斜 于 主 軸 某 一 角 度 的 方 向 流 進 轉 輪 ， 或以 傾 斜 于 主 軸 的 方 向 流 進 導 葉 和 轉 輪 ； 在 貫 流 式 水 輪 機 中 ， 水 流 沿軸 向 流 進 導 葉 和 轉 輪 。 軸 流 式 、 貫 流 式 和 斜 流 式 水 輪 機 按 其 結 構 還 可分 為 定 槳 式 和 轉 槳 式 。 定 槳 式 的 轉 輪 葉 片 是 固 定 的 ； 轉 槳 式 的 轉 輪 葉片 可 以 在 運 行 中 繞 葉 片 軸 轉 動 ， 以 適 應 水 頭 和 負 荷 的 變 化 。各 種 類 型 的 反 擊 式 水 輪 機 都 設 有 進 水 裝 置 ， 大 、 中 型 立 軸 反 擊 式水 輪 機 的 進 水 裝 置 一 般 由 蝸 殼 、 固 定 導 葉 和 活 動 導 葉 組 成 。 蝸 殼 的 作用 是 把 水 流 均 勻 分 布 到 轉 輪 周 圍 。 當 水 頭 在 40 米 以 下 時 ， 水 輪 機 的蝸 殼 常 用 鋼 筋 混 凝 土 在 現 場 澆 注 而 成 ； 水 頭 高 于 40 米 時 ， 則 常 采 用拼 焊 或 整 鑄 的 金 屬 蝸 殼 。在 反 擊 式 水 輪 機 中 ， 水 流 充 滿 整 個 轉 輪 流 道 ， 全 部 葉 片 同 時 受 到水 流 的 作 用 ， 所 以 在 同 樣 的 水 頭 下 ， 轉 輪 直 徑 小 于 沖 擊 式 水 輪 機 。 它們 的 最 高 效 率 也 高 于 沖 擊 式 水 輪 機 ， 但 當 負 荷 變 化 時 ， 水 輪 機 的 效 率受 到 不 同 程 度 的 影 響 。反 擊 式 水 輪 機 都 設 有 尾 水 管 ， 其 作 用 是 ： 回 收 轉 輪 出 口 處 水 流 的動 能 ； 把 水 流 排 向 下 游 ； 當 轉 輪 的 安 裝 位 置 高 于 下 游 水 位 時 ， 將 此 位能 轉 化 為 壓 力 能 予 以 回 收 。 對 于 低 水 頭 大 流 量 的 水 輪 機 ， 轉 輪 的 出 口31動 能 相 對 較 大 ， 尾 水 管 的 回 收 性 能 對 水 輪 機 的 效 率 有 顯 著 影 響 。 改造方案 天源公司冷卻水循環系統中有5臺型號為 XS500520的循環水泵，額定功率220kW，流量2777m 3/h ，運行時實際功率114kw,有富余10米揚程和流量1000m 3/h，可以配兩臺型號為 KER1002022的水輪機，替代額定功率為160kw 的機力風機電機（實際單臺運行功率90kW） 。 本方案利用水動能回收冷卻塔技術，對五臺冷卻塔當中的3兩臺3000m 3/h 冷卻塔進行改造，用兩臺水輪機替代的風機電機的總功率為320kW（實際單臺運行功率90kW） 。為保障系統更好的運行，將1和2塔連通，3和4塔連通，調整上塔閥門開度，從而調節上塔水量，及風機轉速。 工程改造后設備主要設備表編號 設備名稱 型號規格 數量（臺，套）備注1 循環流化床鍋爐 65 噸 /時 450℃ 2 改造2 循環流化床鍋爐 75 噸 /時 450℃ 2 改造3 水輪機 KER1002022 2 新增32第五章 節能分析本項目能夠節約能源，改善天源公司的投資環境，為該公司可持續發展奠定良好的基礎，符合國家節約能源政策和可持續發展的長遠規劃。 設計原則 合理選擇和利用能源根據國家有關能源政策和法規，在設計中因地制宜選擇能源種類、品種和質量。應盡可能做到能源綜合利用，如能源的循環使用、重復使用和分級使用。 積極擴大應用新技術、新設備、新材料設計中要采用國家推薦的節能產品，嚴禁選用國家明令淘汰的耗能設備。 工藝布置 工藝布置、儲運、工藝流程等設計，力求使物流、能源流向便捷，盡量縮短供能半徑及管網長度，減少管路損耗等。總之，天源公司以鍋爐改造為主體，以資源綜合利用最大化為主線，33堅持節約能源與技術進步相結合，加強管理與降本增效相結合，大力推廣應用節能新設備、新工藝、新技術，建立嚴格的節能管理制度和有效的激勵機制，調動全員節能積極性，促進企業建成清潔生產型、資源節約型和環境友好型為一體的循環經濟系統。使綜合能耗達到同行業先進水平和清潔生產先進企業的指標要求，成為河南省乃至全國制鹽行業的節能降耗先進企業。本項目節能改造內容包括燃煤鍋爐改造、水動能回收冷卻塔技術。本項目節能量是指實施的節能技術改造項目正常穩定運行后，用能系統的實際能源消耗與改造前相同可比能源消耗量相比較的降低量。項目節能量只限于通過節能技術改造提高設備能源利用效率、降低能源消耗實現的能源節約。除技術以外影響能源消耗因素應加以分析計算，并對節能量確定加以修正。這些因素如：原材料的構成、產品種類與品種的構成、產品產量、質量、氣候變化、環境控制等因素的變化。項目實際使用能源以企業實際購入能源的測試數據為依據折算為標煤，不能實測的參考《各種能源折標準煤參考系數》的折標系數進行計算。 節約能源的主要措施 建立能源管理機構天源公司應設立能源管理小組，由主管能源的有關人員參加。主要的職責是貫徹國家能源政策、法律法規、標準，組織節能規劃實施，管理和監督能源的合理分配與使用。34 加強能源計量能源計量是一項重要基礎工作，是掌握能源使用情況，制定定額和進行考核的依據，它對降低能耗，加強能耗管理，提高企業經濟效益都有著十分重要的意義。 工藝技術節能措施 利用高低差速循環流化床技術將公司現有的循環流化床鍋爐由低效率改造成高效率流化床鍋爐。