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行业知识

实现中小型工业锅炉燃烧过程的自动控制以节约能源

实现中小型工业锅炉燃烧过程的自动控制以节约能源

    在“六·五”计划中指出,一九八五年比一九八O年我国一次能源生产总量平均每年增长1,4%,而同期工业生产平均每年增长4%的速度,其中所需能源只能靠节能和少用来实现。为此要看到能源在全面开创社会主义现代化建设新局面中的战略地位,应对节能工作给予高度的重视。所以对中小型工业锅炉实行燃烧自动调节,对节能具有重要的现实意义。

    首先可直接减轻全国一次能源生产量。

    据统计,全国现有各种类型的工业锅炉约20多万台,它每年耗煤约占全国用煤量的三分之一。由于大部份中、小型工业锅炉的自动化水平很低,加上锅炉本身和某些配套辅机方面电存在一些问题,因而热率效均较低,一般在55%左右。(国外高的在80%以上,甚至达90%。)假如采用必要的科学技术,应用较先进的自动化仪表来实现锅炉的燃烧过程自动控制,那么锅炉的热效率可以有较大的提高,若依提高5~10%计,一年内全国的中、小型工业锅炉一项就可为国家省煤几百万吨。

    其次可实行文明生产。

    由于大都份中、小型工业锅炉的自动化水平很低,全靠工人师傅凭经验,拚体力操作,劳动强度大,工作条件差。若能应用较先进的自动化仪表来代替生产工人的直接或部份劳动,就能较好地实现科学管理和文明生产。

    最后可解决能源计量上的“治表不治本”的现象。

    节约能源首先要加强能源管理的基础工作,计量工作又是能源管理的重要技术基础,国家要求重点耗能企业配备能源计量检测仪器仪表,各企业均要按产品制定燃料,动力消耗定额,普遍推行定额管理与计量供应、计量考核相结合的办法,这也是一项积极有效的措施,但它只能计量而己,无法按实际生产的需要量来进行自动调节。而自动化仪表既能做到较好的计量,又能按实际生产需要进行自动调节。

    工业发达的国家依靠科学管理及科学技术以节约能源,如美国对工业锅炉的燃烧控制比较重视,在“仪表及控制系统”中这样评过:cc1972'年来,锅炉操作强调可靠性和安全性胜予锅炉效率,今天对于锅炉还必须强调效率。理由很简单,一台22 pt[时的蒸气锅炉,若效率损失1%,每年要浪费一万美元的燃料费。”另‘据统计,美国每年有20%的能源消耗于锅炉,若锅炉采用燃烧自动控制,每年可节省能源3.5%。

近年来他们对锅炉燃烧控制进行了多方面的探讨,有锅炉液位控制;空气与燃料比率控制,烟道气成份(如氧气,一氧化碳,,二氧化碳)控制等。因为任何一台锅炉在运行中都有一个效率比较高的正常状态。要做到这点,最好的办法是使用自动化仪表将过量氧气,一氧化碳,过量空气量控制在一定范围内。据美国有关报导,根据锅炉设计和实际运行的经验,过量空气量最佳控制范围如表一所示。

    美国农业化学工业公司在Verdigris肥料联合企业两个硝酸铵溶液厂(其生产能力分别为1000吨/日和1150吨/日),采用生产40kgf/cmz蒸汽锅炉,并用氧分析器分析烟道气里的过氧量,使锅炉在2%的过氧量下运行,每年可节省3.2万美元的燃料费,而自动控制系统的成本只有3万美元。不仅节约了能源,而且不到一年的时间收回了自动化装置的投资费。

    另外许多仪表创造厂家也宣称燃烧控制系统可以节约能源。如美国Maize产品公司采用红外分析器监控CO、COz用氧分析器进行了多点监控过氧量,控制六台锅炉燃烧状况,每5分钟测一点,共12,一小时一个循环每年能节约燃料费56.30万美元。美国霍尼威尔仪表公司用TDC-2000控制系统用于锅炉系统,锅炉效率提高20%,在大多数情况下,一年内可以付清仪表投资费用。另有2002控制系统(包括一台红外分析器,就地操作台和一个中央控制台)能同时控制4台25000—500,000磅/时蒸汽锅炉,分析烟道气里的CO、COz、02浓度来控制燃烧效率,结果燃料减少4%。另外有的厂已用一组分析器监控多台锅炉用先进的数字管理控制多台锅炉的蒸汽分配。首先分配最经济、效率最高的鄢台锅炉的蒸汽送入生产过程。据报告这种经济管理系统,锅炉效率能达到90%,节省燃料3~5%。

    在日本工业部门的热能设备中,目前最大的课题是节约能源和防止大气污染。

    据能源厅50年代统计,用于工业锅炉的燃料消费量,换算成重油每年达38,028,000干立升。。当时虽然已有超过85%的高效率锅炉,而谋求节能的意义仍然是很大的,对于85%热效率的锅炉,假设其现有空气比1.4,由于改善燃烧可降至1.1,这样可节省燃料约为3.3%如果这个锅炉的蒸发量为20T/h,每年平均负荷为70%,一年运行时间为6000小时,若燃料单价以63日元/升计算,则每年使用的燃料费约达4亿日元,以节约3.2%换算成金额达1280万日元,能够在一年内偿还自动化仪表等设备费用。

    另外日本在应用氧调节系统的锅炉低空气比燃烧控制,进行改善燃烧状况使空气比降低的试验做了不少工作。如对一台容量为20T/h,蒸汽压力8kgf/cm2,给水温度20℃,使用低位发热9700千卡/公斤的重油,进行空气比改善的价值计算。排气中的02由改善前的6%下降到改善后的2%,排气温度由改善前的300℃下降到改善后的280℃。若该锅炉年平均负荷70%,年运衍时间6000小时,燃料单价70日元/公斤,产生一吨蒸汽时节约燃料量是2.62公斤,由此每年经济收益约为1540万日元。

    为此1979年日本通产省发布了企业人员的判断基准,据此基准,对于蒸发量为10~30T/h的锅炉,使用液体燃料时空气比的指导数为1.2~1.3。他们认为从进一步节能考虑,这个数还是高的。    ”

在日本中、小型工业锅炉上应用了自动化装置后的节能效果十分显著,根据100台锅炉燃烧系统改善实例中的五例的数据,归纳于表四。

    另从日本的仪表制造厂家和其它资料同样宣称锅炉燃烧控制系统能节约能源。如:日本的中山制钢新船町工厂第一发电站的2号锅炉(60T/h),‘使用了氧分析仪配以山武一霍尼威尔(Honewell)公司的TDCS-2000集散系统控制燃烧和运行后,烟气中氧的含量由2.5±1%降到0.5±0.4%,实现了预期的节能效果。日本东芝公司的TOSDIC数字控制器,配以氧分析仪所构成的燃烧控制系统,在钢铁厂的多段式连续加热炉中使用,节能效果达4%。日本住友金属和歌山厂的均热炉用0z分析仪控制空气与燃料比,烟气02含量从2~5%降到0.5~1. 5%,降低能耗20000千卡/吨钢板。

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点击次数:  更新时间:2018-08-08 22:47:55  【打印此页】  【关闭