選型依據:
1.規程、條例類:
《鍋爐安全技術監察規程》
《特種設備安全法》
2.國标類
GB/T1921—2004 《工業蒸汽鍋爐參數系列》
GB/T3166—2004 《熱水鍋爐參數系列》
GB/T1576—2008 《工業鍋爐水質》
GB12348—2008 《工業企業廠界環境噪聲排放标準》
GB13271—2001 《鍋爐大氣污染物排放标準》
GB/T17954—2007 《工業鍋爐經濟運行》
GB24500—2009 《工業鍋爐能效限定值及能效等級》
GB50041—2008 《鍋爐房設計規範》
3.行标類
NB/T16508—2013 《鍋殼鍋爐》
NB/T16507—2013 《水管鍋爐》
鍋爐用戶應提供的相關資料:
1.當地燃料、水、電供應狀況,包括燃料發熱量、單價,水價、電價;
2.當地地質、氣象、水文等情況,包括該地區抗震設防标準要求;
3.對供熱介質、供熱負荷、供熱介質參數及品質的具體要求;
4.周邊大氣環境、水環境及聲環境保護目标與要求;
5.供熱半徑、采暖建築層數與層高;
6.供熱負荷近期增容規劃要求。
7.對新建項目,應給出可供鍋爐房布置的長、寬、高尺寸限值;對利用原鍋爐房改建項目應給出原鍋爐房有關設計資料,包括土建設計、平面布置圖、管路系統圖等。
鍋爐整機供應商應提供的資料:
1.企業資質證書、質量體系認證證書、企業榮譽證書、專利證書、技術成果鑒定證書等;
2.鍋爐産品投産鑒定資料:包括投産鑒定報告、能效測試報告、環保測試報告等;
3.産品樣本:包括鍋爐主機、輔助機械、附屬設備、控制裝置等;
4.鍋爐總圖、鍋爐安裝使用說明書,包括燃燒設備部分;
5.鍋爐及鍋爐房對抗震設防烈度的要求;
6.鍋爐整機各部分報價、供貨周期與付款方式等商務資料。
選型基本原則:
1.貫徹執行國家有關法律、法規、規範和标準,達到節約能源、保護環境、安全生産、技術先進、經濟合理和确保質量的要求,并符合鍋爐用戶所在地城建規劃要求。
2.應選用符合鍋爐安全技術監察規程并通過投産鑒定的定型産品,對于節能環保新産品,應經過試點、示範驗證已達到技術性能穩定、制造質量可靠的産品。
3.鍋爐工作介質、容量、參數及自動調節性能應能滿足客戶用熱需求,容量及參數能有效地适應熱負荷變化。
4.鍋爐配套輔機、附屬設備等應由通過質量體系認證的定點廠家生産,應優先采用國家鼓勵推廣的節能環保新産品、新技術,不得使用國家明令淘汰的高耗能設備。
5.鍋爐大氣污染物排放和噪聲控制等環保性能指标應能滿足項目環境評價要求,并保持有一定的超前空間;還應防止二次污染,改善鍋爐房自身環境條件。
6.鍋爐應适應當地燃料資源供應情況,燃煤鍋爐對當地的煤炭資源應具有較強的煤種适應性,鍋爐設計燃煤種類應以當地煤炭為主,降低運行燃料成本。
7.鍋爐應具有較完善的自動監控系統和較高的自動化水平,确保機組運行安全可靠,減輕司爐勞動強度,改善工作條件,提升司爐崗位身價。
8.應把握“技術可行、經濟合理”的方針,因地制宜,針對不同地區、不同供熱工程項目,科學選用最佳爐型,在保證安全可靠、保護環境和滿足用熱需求的前提下力求節省項目投資,提高投資效益。
選型具體要求:
(一)容量、參數能否滿足用熱需求:
鍋爐用戶的用熱需求包括供熱介質、供熱負荷、供熱介質參數及品質等要求。
1.供熱介質,鍋爐供熱介質的選擇,應符合下列要求:
① 供作生産用汽的鍋爐,包括熱電聯産鍋爐機組,應采用蒸汽作為供熱介質;
② 供采暖通風、空調和生活用熱的鍋爐,宜采用熱水作為供熱介質;
③ 同時供生産用汽及采暖通風、空調和生活用熱的鍋爐,經技術經濟比較後,可選用蒸汽或蒸汽與熱水作為供熱介質;
④ 供生産高溫用熱的鍋爐,應采用有機熱載體作為供熱介質。
2.供熱負荷,鍋爐供熱負荷由鍋爐容量和台數決定,應符合下列要求:
① 鍋爐台數和容量應按所有運行鍋爐在額定蒸發量或熱功率時,能滿足最大設計熱負荷要求,最大設計熱負荷中應包括鍋爐房系統自用熱量;
② 應保證鍋爐在較高或較低熱負荷工況下能安全穩定運行,鍋爐台數、容量能有效适應熱負荷變化要求;
③ 當蒸汽用戶的熱負荷變化較大且較頻繁或周期性變化時,在經濟合理的原則下,宜設置蒸汽蓄熱器,鍋爐容量則按平均熱負荷确定;
④ 一般情況下,鍋爐台數不宜少于2台,當選用1台鍋爐能滿足熱負荷和檢修需要時,可隻設置1台;
⑤ 同一鍋爐房,宜選用容量和燃燒設備相同的鍋爐,當選用不同容量和不同燃燒設備類型的鍋爐時,其容量和類型不宜超過2種;
⑥ 一個鍋爐房的鍋爐總台數,對新建鍋爐房不宜超過5台,對擴建或改建鍋爐房,不宜超過7台;
⑦ 一個鍋爐房具有多台鍋爐時,當其中1台容量最大的鍋爐檢修時,其餘鍋爐應能滿足連續生産用熱或采暖通風、空調和生活用熱所需的最低熱負荷要求;
⑧ 鍋爐台數和容量還應考慮到用戶近期增容要求以及鍋爐投運數年後因結垢、積灰等原因造成的出力、熱效率有所下降所需的儲備系數。
3.供熱介質參數:
供熱介質參數為壓力、溫度,其中:
壓力有額定蒸汽壓力、額定熱水出口壓力、額定有機熱載體出口壓力;
溫度有額定蒸汽溫度、額定過熱蒸汽溫度、額定熱水進出口溫度、額定有機熱載體進出口溫度、熱風溫度。
鍋爐供熱介質參數的選擇,應符合下列要求:
① 供生産用汽的壓力和溫度、供生産用熱的有機熱載體溫度、熱風溫度應滿足生産工藝的要求,還應考慮到供熱半徑内管道沿程介質的壓損或溫降引起的附加壓力值或溫度值;
② 對生産用飽和蒸汽溫度的工藝要求,應按飽和蒸汽溫度相對應的飽和壓力供汽,并考慮供熱半徑内管道沿程壓損引起的附加壓力值;
③ 對采暖通風、空調和生活用熱的供水壓力和供回水溫度,應根據工程具體情況,綜合考慮熱源、管網、終端用戶用熱需求,區分直接供熱方式和間接供熱方式進行技術經濟分析比較後确定;
④ 對熱電聯産的鍋爐,應根據工藝用汽的壓力參數要求,選用不同型式的背壓式汽輪機組或抽背式汽輪機組,進行技術經濟分析比較後,最終确定鍋爐額定蒸汽壓力和額定過熱蒸汽溫度。
4.供熱介質品質
供熱介質品質包括蒸汽濕度、過熱蒸汽含鹽量、有機熱載體特性指标等,應符合下列要求:
① 對供生産用飽和蒸汽的場合,當生産工藝對蒸汽濕度有要求時,除了考慮鍋爐出口蒸汽濕度M(一般為2%~4%)外,還應考慮到供熱半徑内管道沿程因散熱損失引起的濕度增大值;
② 對供生産用過熱蒸汽的場合,特别是熱電聯産汽輪機組的過熱蒸汽,過熱蒸汽含鹽量關系到汽輪機運行的安全可靠性和經濟性,應予嚴格保證。控制蒸汽中的含鹽量主要是控制含鈉量和含矽量,應符合GB/T12145—2016《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》的規定,如表【1】蒸汽質量列示。
表【1】蒸汽質量
③ 有機熱載體的粘度、閃點、殘碳和酸值等特性指标關系到有機熱載體爐的運行安全性和經濟性,據《有機熱載體爐安全技術監察規程》第31條規定:“使用中有機熱載體每年應對其殘碳、酸值、粘度、閃點進行分析,當有兩項分析不合格或熱載體分解成分的含量超過10%時,應更換熱載體或對熱載體進行再生”。具體要求是:
a) 粘度值變化超過原技術指标值的15%時,不應繼續使用;
b) 閃點變化超過原指标值的20%時,應停止使用;
c) 殘碳值超過1.5W%時,應進行再生處理,否則不能繼續使用;
d) 酸值超過0.5mgKOH/g時,應停止使用。
整機能否實現經濟運行:
鍋爐整機能否實現高效經濟運行,要由一系列技術經濟指标來衡量,對于燃煤鍋爐,涉及系統經濟運行的指标有:
1.鍋爐熱效率;
2.鍋爐燃燒效率;
3.鍋爐燃料耗量;
4.單項指标:排煙溫度、排煙處空氣系數、灰 渣可燃物含量、爐體外表面溫度;
5.鍋爐機組耗電量;
6.鍋爐排污率。
1.鍋爐熱效率:
鍋爐熱效率是鍋爐本體是否經濟運行的最主要綜合性技術經濟指标,是工業鍋爐選型的主要依據之一。鍋爐熱效率有正反平衡效率之分,記為η1、η2,單位為%。作為工業鍋爐産品的能效指标,應符合GB24500—2009《工業鍋爐能效限定值及能效等級》的有關規定,該标準為強制性标準。
鍋爐熱效率在産品質量證明書或鍋爐總圖及産品安裝使用說明書上應予以明示,在産品的購銷合同中也應予以标明,可作為産品驗收的依據之一。
在GB24500中,能效等級分為3級,其中1級最高,3級最低。3級指标是工業鍋爐産品能效限定值,為在标準規定的測試條件下,鍋爐在額定工況下所允許的熱效率最低值,是工業鍋爐産品市場準入門檻,即低于3級能效的工業鍋爐産品不允許在市場上銷售。2級指标是工業鍋爐産品節能評價值,為在标準測試條件下,工業鍋爐節能産品在額定工況下的熱效率最低值。1級指标是工業鍋爐新型高效産品研發的目标期望值。各個級别之間的熱效率級差為2%~3%。表【2】列示了層燃鍋爐燃用AⅡ、AⅢ煤種情況下相應于3個能效等級的熱效率限定值;表【3】列示了循環流化床燃燒鍋爐燃用AⅡ、AⅢ與WⅡ、WⅢ煤種情況下相應于3個能效等級的熱效率限定值。
表【2】 層燃鍋爐能效分級的熱效率限定值
表【3】 循環流化床燃燒鍋爐能效分級的熱效率限定值,%
2.鍋爐燃燒效率
① 定義—燃料在鍋爐燃燒設備中燃燒時所釋放出的燃燒熱與其所擁有的化學能的百分比,表征燃料所擁有的化學能在燃燒時釋放出的完全程度,記為ηrs,單位為%。即:
鍋爐燃燒效率隻是反映鍋爐燃燒設備能否實現高效燃燒的技術指标,并不能全面反映鍋爐整機能否實現經濟運行,目前還不是節能考核的硬性指标。影響燃燒效率的因素是:
a) 燃燒方式,如室燃方式的燃燒效率高于層燃方式;
b) 燃料種類,如氣體、液體燃料的燃燒效率高于固體燃料;
c) 燃燒設備性能,包括配風、風速、湍流度、自動調節性能等。
② 燃燒效率與熱效率的關系:
燃燒效率與熱效率的關系為:
式中:η1.2—鍋爐正反平衡熱效率,η1為正,η2為反,%;
q2—鍋爐排煙熱損失,%;
q3—氣體未完全燃燒熱損失,%;
q4—固體未完全燃燒熱損失,%;
q5—散熱損失,%;
q6—灰渣物理熱損失,%;
由上述關系式可見,鍋爐熱效率高,就意味着燃燒效率必然較高;相反,燃燒效率高并不意味着鍋爐熱效率就一定高,因為燃燒效率所涉及的僅僅是熱效率中的一部分(q3與q4)而非全部。
③ 燃燒效率與燃盡率的區别:
燃盡率定義—燃料燃燒時可燃物的燒失量與可燃物原有量的質量百分比,表征燃料中可燃物參與燃燒的完全程度,記為ηrj,單位為為%。 即:
燃盡率的表達式為:
式中:εlz、εyh、εfh—爐渣、煙道灰、飛灰中殘留的固定碳質量與燃料中原有的可燃物總質量的百分比,%;
目前許多有關鍋爐高效燃燒的表述中往往将燃燒效率與燃盡率兩者混為一談,其實兩者之間有着質的區别,燃燒效率指的是熱量比率,而燃盡率指的是可燃物的質量比率。
④ 燃燒效率數值
通常可認為ηrs≥98%才稱得上高效燃燒。所以,現如今,許多廠家在宣揚他們所研發的高效鍋爐産品時,都強調燃燒效率高達98%以上,甚至99%以上。實際呢,欲使ηrs≥98%,就必須做到q3≈0% 、q4≤2.0%,這對燃油、燃氣鍋爐,是容易做到的,但對燃煤鍋爐就不那麼容易實現。大量工業鍋爐熱工測試結果表明,幾乎都沒有真正做到,所謂ηrs≥98%僅僅停留在文字宣傳上,目前多數實際水平在95%~96%左右。鑒于目前燃燒效率并非節能考核指标,在工業鍋爐選型時沒必要特别關注。
3.鍋爐燃料耗量
鍋爐燃料耗量,對燃油、燃煤鍋爐,記為B,單位為kg/h或t/h;對燃氣鍋爐,記為V,單位為m3/h。作為鍋爐能耗指标,鍋爐燃料耗量很直觀地反映了鍋爐是否實現經濟運行,是鍋爐節能考核時的重要指标之一。在鍋爐産品選型時,如果單從鍋爐制造單位所提供的産品樣本上看鍋爐燃料耗量,則往往有如下幾個誤區:
a) 在給出燃料耗量時,并沒有給出相應的燃料收到基低位發熱量,産生了誤導作用;
b) 燃料耗量簡單地與鍋爐容量成正比例關系,而實際上随着鍋爐容量的增大,鍋爐熱效率有所提高,單位蒸發量或供熱量的燃料耗量相應減少;
c) 燃料耗量似乎與鍋爐介質種類無關,也與介質的參數高低無關。将蒸汽鍋爐的一蒸噸與熱水鍋爐的2.512GJ/h等同起來,由此可導緻6.7%誤差,即蒸汽鍋爐的燃料耗量相對于同等容量的熱水鍋爐是偏低的。
鑒于上述誤區,在鍋爐選型時,不應将燃料耗量作為依據。
4.鍋爐經濟運行單項指标
工業鍋爐熱效率是評價鍋爐經濟運行總控制指标,而鍋爐排煙溫度、排煙處空氣系數、灰渣可燃物含量及爐體外表面溫度則是評價鍋爐經濟運行的單項指标。
鍋爐反平衡熱效率的表達式為:
上述四個單項指标涉及上式中的三項,即
鍋爐排煙溫度和排煙空氣系數決定了q2的大小;
灰渣可燃物含量決定了q4的大小;
爐體外表面溫度決定了q5的大小;
在鍋爐選型時,可不考慮這四個單項指标,它們在鍋爐産品出廠的諸多技術資料中也幾乎不出現,唯一出現的是在熱力計算書中。在燃煤鍋爐産品能效測試報告的結果彙總表中,要求給出排煙溫度、排煙空氣系數及灰渣可燃物含量數據;在鍋爐節能考核時,往往都要測定這四個單項指标,用以分析鍋爐熱效率偏低的原因所在。
5.鍋爐機組耗電量
鍋爐本體中的燃燒設備、輔助機械、附屬設備及監控裝置所需的總電能耗量稱為機組耗電量,記為∑N,單位為KW·h。鍋爐機組各種用電設備并不全是連續運轉,設備配用電動機功率由于電動機産品系列所限往往高于所需的軸功率,所以各種設備的裝機電功率總是高于實際耗用電功率,兩者之間要考慮一個小于1的運轉系數,通常為0.75~0.85左右。在鍋爐産品選型時,隻能依據鍋爐整機的裝機電功率,而機組實際耗電量是在鍋爐節能考核時通過實測得到。
鍋爐機組耗電量的高低,将影響鍋爐整機的能效指标。對于燃煤鍋爐,由于機組耗電量引起的鍋爐熱效率降低值為:
式中:B—鍋爐燃料耗量, kg/h;
Qnet.ar—燃煤收到基低位發熱量,kJ/kg;
3600—電能與熱能的換算關系,即1Kw·h =3600kJ。
在鍋爐選型時,為了确切評價鍋爐整機的能效指标,單憑熱效率指标是不夠的,還應進一步了解和掌握機組的耗電量,并按上式計算得到相應的鍋爐熱效率降低值。
[計算示例1]:一台10t/h鍊條爐排蒸汽鍋爐,燃煤低發熱量為20930kJ/kg,燃煤耗量1710kg/h,機組裝機電功率為123Kw,求由機組耗電引起的熱效率降低值。
解:∑N0=123Kw·h,B=1710kg/h,Qnet.ar=20930kJ/kg,取電動機運轉系數φ=0.8,∑N=φ·∑N0=0.8×123=98.4 (Kw·h),
6.鍋爐排污率
鍋爐排污率定義為鍋爐排污水量與額定蒸發量的百分比,記為p,單位為%。工業鍋爐排污率一般在5%~10%左右,在鍋爐給水水質較好的情況下,一般可控制在5%以下。鍋爐排污率作為鍋爐的水耗指标,是節能考核的重要指标,但對鍋爐産品的選型,并沒有實際意義,換句話說,鍋爐排污率不必作為鍋爐選型的經濟性指标。
機組環保性能是否達标:
1.鍋爐機組的環保性能包括:
① 大氣環境污染防控性能,如大氣污染物排放防控;
② 水環境污染防控性能,如鍋爐排污水的防控;
③ 聲環境污染防控性能,如設備運行噪聲與鍋爐房整體噪聲防控;
④ 對鍋爐房自身環境的二次污染防控性能。
2.判斷依據:
判斷鍋爐機組環保性能是否達标的依據是:
① 國家及鍋爐使用單位所在地關于環境保護的标準,如GB13271、GB50041、GB12348、DB11/139、DB31/387、DB12/151等;
② 鍋爐使用單位所提供的項目環評報告中對環境保護的總體規劃與要求;
③ 鍋爐産品制造單位所提供的産品投産鑒定報告中環保測試報告,一些典型示範工程的鍋爐環保測試報告;
④ 鍋爐所配套的煙氣淨化裝置、噪聲防控設施是否适宜,其性能是否符合環保标準要求。
應特别強調的是,我們絕不能輕信鍋爐制造企業在産品樣本上或廣告上所宣傳的環保指标。
3.鍋爐大氣污染物排放指标
鍋爐大氣污染物排放指标有煙塵排放濃度、SO2排放濃度及NOX排放濃度,單位為mg/Nm3;還有排煙煙色黑度,單位為林格曼黑度級。若鍋爐使用單位所在地已出台地方标準,應首先執行地方标準,若無地方标準時,則應執行國家标準GB13271的有關規定,并适當考慮到GB13271修訂後指标值可能提升的幅度。近年來,北京、上海、天津、廣東等發達地區都陸續制訂、修訂了本地區的鍋爐大氣污染物排放标準,其要求比GB13271要高許多。
表【4】列示了GB13271與部分地标的指标對照。
有些地方鍋爐大氣污染物排放标準如下:
① DB11/139-2015(代替DB11/139-2007)《鍋爐大氣污染物排放标準》;
② DB12/151-2016《鍋爐大氣污染物排放标準》;
③ DB31/387-2018《鍋爐大氣污染物排放标準》,上海市地方标準;
④ DB44/765-2010(代替DB44/27-2001)《鍋爐大氣污染物排放标準》,廣東省地方标準.2010.06.09發布;
3.鍋爐大氣污染物排放指标
表【4】GB13271與部分地标對新建工業鍋爐大氣污染物排放限值對照,mg/Nm3
注:某些指标以最新标準變動為準,僅供參考。
a) 鍋爐大氣污染物排放限值既不分區域,也不分燃料種類。
b) A區指自然保護區、風景名勝區、國家地質公園、森林公園及經濟技術開發區、技術産業園、港口保稅區等需要特殊保護的區域;B區指A區以外的其它區域。
c) 括号外為燃用高爐煤氣、焦爐煤氣鍋爐,括号内為其它燃氣鍋爐。
d) 括号外為容量≤7MW的鍋爐,括号内為>7MW的鍋爐。
4.鍋爐污水排放指标
鍋爐排污水一般情況下不會對水環境造成污染,因此沒有特别的要求,隻要按照GB8978-2002《污水綜合排放标準》的有關規定即可,在鍋爐産品選型時不予考慮。暖通南社
5.鍋爐機組運行噪聲指标
鍋爐機組運行噪聲包括設備運行噪聲與鍋爐房整體噪聲。
① 鍋爐機組運行噪聲首先應符合GB50041-2008《鍋爐房設計規範》第16.2.2條規定“鍋爐房操作層和水處理間操作地點的噪聲,不應大于85dB(A);儀表控制室和化驗室的噪聲,不應大于70 dB (A)”。
② 鍋爐房噪聲對廠界噪聲的影響應符合國家标準GB12348-2008《工業企業廠界環境噪聲排放标準》的有關規定,位于城市的鍋爐房,其噪聲控制應符合國家标準GB3096-2008《聲環境質量标準》的有關規定。
在鍋爐産品選型時,隻着重考慮鍋爐機組運行噪聲造成的鍋爐房内各工作場所噪聲聲級的衛生标準。
6.鍋爐房自身環境二次污染防控要求
燃煤鍋爐機組的燃料供應系統、除灰出渣系統、除塵系統等往往會發生粉塵二次污染問題,在鍋爐産品選型時,應關注鍋爐附屬設備制造企業在這方面所采取的防控措施。目前,全密閉的氣力輸送系統已取得了極佳的防控粉塵二次污染效果。
整機配套是否良好匹配
1.鍋爐整機構成
據GB/T2900.48-2008 《電工名詞術語鍋爐》,鍋爐機組定義為 “鍋爐本體及其必要的輔助機械、附屬設備、監控裝置和它們的連接管路系統的總稱”。其中:
a) 鍋爐本體包括承壓件、爐膛、燃燒設備或燃燒器、尾部受熱面等;
b) 輔助機械包括水泵、風機、空壓機等;
c) 附屬設備包括水處理、燃料儲供、煙氣淨化、出渣除灰等裝置;
d) 監控裝置包括測量、調節、控制、安全保護等儀表與裝置;
e) 連接管路包括汽水、煙風、取樣及信号等管線。
①鍋爐本體
煤粉工業鍋爐的鍋爐本體由以下10個部分組成:
a)承壓部件:由鍋筒、集箱、受熱面管件及連接管道構成,可整裝出廠,也可散裝出廠到現場裝焊而成,俗稱為“鍋”;
b)爐膛(燃燒室):作為燃料及空氣燃燒放熱并進行輻射傳熱過程的有限空間,俗稱為“爐”的爐體;
c)燃燒器:将煤粉及空氣按所設定的混合方式、配比和湍流度送入爐膛,并使煤粉着火與穩定燃燒的器具,俗稱為“爐”的爐具;
爐膛與燃燒器的組合俗稱為“爐”;“鍋”與“爐”組合成了鍋爐。
d) 尾部受熱面:利用煙氣餘熱加熱給水或燃燒所需空氣的換熱裝置,如省煤器、空氣預熱器;
e) 爐牆:耐熱層、絕熱層、護闆;
f) 構架:鋼架、平台、扶梯;
g) 安全附件:安全閥、壓力表、水位表、爐膛煙道防爆門;
h) 鍋内裝置:汽水分離、連續排污、給水等裝置;
i) 吹灰裝置:對流管束或煙道蒸汽吹灰、壓縮空氣吹灰或聲波吹灰裝置;
j) 閥門、附件、爐門、看火孔,檢查孔等。
②附屬設備
煤粉工業鍋爐的附屬設備包括如下6個部分:
a) 水處理設施:離子交換器(軟水器)、除氧器、鍋内加藥裝置、軟水箱、補水箱等;
b) 煤粉儲供系統:爐前煤粉儲倉(粉塔)、計量倉、給粉裝置、排粉風機、煤粉罐車等;
c) 爐内脫硫裝置:爐内噴鈣裝置;
d) 煙氣淨化裝置:布袋除塵器、煙氣脫硫塔、煙氣脫硝裝置;
e) 灰渣處理裝置:出渣機(刮闆、螺旋、水力沖渣)、除灰設備(螺旋、氣力除灰)、倉泵、灰塔、灰罐車等;
f) 油氣點火系統:油箱、液化氣罐及其管路。
③輔助機械
a) 泵:給水泵、除氧水泵、補水泵、循環水泵、凝結水泵、蒸汽泵等;
b) 風機:鼓風機、二次風機、引風機;
c) 空壓機及貯氣罐;
d)其它:電動機、變速箱等。
2.整機配套的重要性
鍋爐本體、輔助機械、附屬設備、監控裝置通過連接管路組成一體,環環相扣,缺一不可。通常鍋爐本體稱為“主機”,其餘部分統稱為“輔機”。對于煤粉工業鍋爐,“輔機”種類繁多,而且有很多轉動機械,構成了“主機不主,輔機不輔”的态勢。不論是“主機”,還是“輔機”,任何一環節出現故障,輕則影響機組的正常運行,降低運行經濟性;重則構成了事故隐患,威脅機組的安全運行,甚至最終造成停爐事故,使鍋爐“主機”背負“黑鍋”的罪名。
3.如何确保輔機配套良好
确認輔機配套良好與否應從以下幾方面着眼:
① 看配套輔機是否集成各種高效節能、低噪低排放的優質産品和先進技術,是否國家優先推薦的高效節能産品;
② 看輔機制造企業有否産品企業标準、産品投産鑒定報告、産品性能檢測報告等技術資料;
③ 看輔機産品出廠有否圖樣、産品質量證明書、産品安裝使用說明書等圖紙資料;
④ 看輔機制造企業是否與鍋爐主機制造企業建立定點配套生産關系,是否通過質量考察認證;
⑤ 看輔機制造企業的産品性價比是否合理,銷售業績如何,查看同類工程用戶的反饋意見,了解供貨是否及時,售後服務是否到位;
⑥ 水處理設施配套選型時,應把握鍋爐容量、類型、原水水質以及用熱工藝對汽水品質的要求。
使用燃料能否适應:
當鍋爐的實際使用燃料與設計燃料不同時,如差别較小,将影響鍋爐出力、效率,甚至環保性能;如差别較大,則影響鍋爐的正常運行,使鍋爐不能穩定着火、正常燃燒,發生熄火、爆燃、結焦等故障,嚴重時使鍋爐無法運行。暖通南社
1.鍋爐沒有通用的燃料,無論是燃煤、燃油或燃氣鍋爐,都有其設計燃料,如表【7】列示。
表【7】 鍋爐設計燃料種類
有關燃料适應性的規定:
鍋爐經濟運行國家标準中的規定要求:
GB/T17954—2007《工業鍋爐經濟運行》在基本要求中規定“工業鍋爐運行時,應燃用設計燃料或與設計燃料相近的燃料”;
GB/T18292—2009《生活鍋爐經濟運行》在基本要求中規定“生活鍋爐應選用與設計燃料同一類的燃料為運行燃料”。
2.工業鍋爐行業煤種分類:
表【8】 工業鍋爐行業煤的分類及主要特性指标值
3.燃煤鍋爐用煤技術條件
① 煤粉鍋爐用煤技術條件
GB/T26126—2016《中小型煤粉工業鍋爐用煤技術條件》,由國家質檢總局、國家标準化管理委員會于2011.01.14發布,2011.06.01實施,該标準适用于容量不大于35t/h(24.5MW)的中小型固态除渣煤粉鍋爐,适用煤種為煙煤和褐煤,其技術要求如表【9】列示。
② 鍊條爐排鍋爐用煤技術條件
GB/T18342—2009《鍊條爐排鍋爐用煤技術條件》(代替GB/T18342—2001)由國家質檢總局、國家标準化管理委員會于2009.03.11發布,2009.11.01實施。該标準适用于各類鍊條爐排鍋爐用煤,包括抛煤機鍊條爐排鍋爐。鍊條爐排鍋爐用煤分為塊煤和混煤,其技術要求如表【10】列示。塊煤宜用于鍊條爐排鍋爐,由表【10】所示的技術要求不難看到,屬于工業鍋爐行業煤種分類中的AⅢ。
表【9】 中小型煤粉鍋爐适用煤種及其特性指标要求
表【10】 鍊條爐排鍋爐用煤分類及其特性指标要求
監控裝置是否先進、完備:
1.監測項目及儀表配置
鍋爐機組監測項目應符合GB50041第11章11.1“監測”和JB/T100943.5“檢測與監控儀表及裝置的配置要求”中的有關規定,其中涉及鍋爐安全經濟運行的項目必須保證。下面以蒸汽鍋爐為例加以說明。
① 鍋爐本體必須裝設監測下列安全運行參數的儀表:
a) 鍋筒蒸汽壓力指示儀表,當額定蒸發量De≥20t/h時,還應裝設記錄儀表;
b) 鍋筒水位指示儀表,當額定蒸發量De≥20t/h時,還應裝設記錄儀表;
c) 鍋筒進口給水壓力指示儀表;
d) 過熱器出口蒸汽壓力和溫度指示儀表,當額定蒸發量De≥20t/h時,還應裝設記錄儀表;
e) 省煤器進出口水壓和水溫記錄儀表
② 應裝設監測鍋爐經濟運行參數的儀表,其中有關節能考核計量管理的在線檢測儀表必須齊全,如表【5】列示。當額定蒸發量De≥20t/h時,還應裝設大氣污染物排放在線檢測儀表。
表【5】 蒸汽鍋爐經濟運行參數監測儀表裝設要求一覽表
表【5】 蒸汽鍋爐經濟運行參數監測儀表裝設要求一覽表 (續1)
表【5】 蒸汽鍋爐經濟運行參數監測儀表裝設要求一覽表 (續2)
③ 鍋爐輔助機械、附屬設備運行參數的監測儀表裝設要求如下:
a) 水泵、油泵出口壓力,水泵、油泵負荷電流及汽動水泵進汽壓力的指示儀表;暖通南社
b) 除氧器工作壓力,除氧器水箱水位、水溫,除氧器進水溫度、蒸汽壓力調節器前後蒸汽壓力的指示儀表;
c) 離子交換水處理器進出口水壓、進水溫度、出水電導率、出水PH值、出水SiO2值,軟化或除鹽水流量、再生液流量指示儀表;
d) 蒸汽蓄熱器工作壓力、水位、水溫指示儀表;
e) 水箱、油箱液位和溫度、連續排污膨脹器工作壓力和液位指示儀表;
f) 煤粉倉中煤粉溫度、粉倉料位、粉風混合物溫度指示儀表。
④ 鍋爐整機應裝設下列有關安全運行的報警信号,如表【6】列示。
表【6】 鍋爐整機報警信号表裝設要求一覽表
表【6】 鍋爐整機報警信号表裝設要求一覽表 (續)
鍋爐機組控制項目及裝置設置應符合GB50041第11章11.2“控制”和JB/T100943.5“檢測與監控儀表及裝置的配置要求”中的有關規定,分述如下:
① 自動調節
a) 蒸汽鍋爐應設置給水自動調節裝置,De≤4t/h鍋爐可設置位式給水自動調節裝置;De>4t/h鍋爐應設置連續給水自動調節裝置;
b) 除氧器應設置水位、壓力或進水溫度自動調節裝置;
c) 燃用煤粉、油或氣體且De≥10t/h的鍋爐,宜裝設燃燒過程自動調節裝置;De≥20t/h鍋爐應設置燃燒過程自動調節裝置。燃燒過程自動調節宜采用計算機控制系統。
②安全保護
a) 蒸汽鍋爐應設置極限低水位聯鎖保護裝置;
b) De≥6t/h的蒸汽鍋爐,應設置蒸汽超壓聯鎖保護裝置;
c) 有過熱器的鍋爐,應設置過熱蒸汽超溫聯鎖保護裝置;
d) 燃用煤粉、油或氣體的鍋爐應設置熄火保護裝置。
③電氣聯鎖
a) 燃用煤粉、油或氣體的鍋爐,應設置下列電氣聯鎖裝置:
引風機故障時,自動切斷鼓風機和燃料供應;
鼓風機故障時,自動切斷燃料供應;
燃油、燃氣壓力低于規定值時,自動切斷燃油、燃氣供應;
燃氣鍋爐房室内可燃氣體濃度超限時,自動切斷燃氣供應并開啟事故排氣扇。
b)層燃鍋爐鼓引風機與加煤設備之間應裝設電氣聯鎖:引風機故障時,自動切斷鼓風機和燃煤供應;鼓風機故障時,自動切斷燃煤供應。
c)機械化燃運、除灰出渣系統各有關設備之間應設置電氣聯鎖裝置,按順序啟停車。
d) 燃用煤粉鍋爐的制粉系統各設備之間,應裝設電氣聯鎖裝置。
④程序控制
燃用煤粉、油或氣體的鍋爐,應設置點火程序控制裝置。
⑤遠程控制
a) De≥6t/h的鍋爐,宜設置風機進風門(進口擋闆)的遠程控制裝置;
b) 鍋爐電動設備、閥門、煙風道門宜設置遠距離控制裝置。
⑥集中控制與集散控制
a) De≥4t/h的鍋爐,宜設置運行工況集中監控裝置;
b) De≥10t/h的鍋爐,宜設置集中控制系統;
c) 同一鍋爐房内多台鍋爐之間,宜采用綜合協調控制的集散控制系統。
⑦控制方式:手動/自動,無擾動切換。
⑧控制系統的供電應設置不間斷電源供電方式。
真空鍋爐選型設計:
工作原理:
輸入熱能加熱溴化锂溶液,産生水蒸汽将制熱銅管内的水加熱,凝結水流回溶液中再次被加熱⋯⋯如此循環不已。
燃料選擇:可用于真空鍋爐的燃料有:天然氣、煤氣、液化石油氣、沼氣、柴油、再生油。建議用戶優先考慮天然氣和再生油,可油氣兩用。
燃料品種不同,機組配備的燃燒機不同。
負荷選擇:任何一座建築的制熱負荷選型絕不能估算,它與建築隔熱和室内用途關系甚大,反而與建築面積關系較小。
承壓選擇:溫水、衛生熱水标準承壓0.8MPa。承壓0.81〜1.2MPa系統建議選擇高壓型機組。如果承壓1.21〜1.6MPa系統,應根據經濟技術綜合因素分析是采用超高壓型機組,還是進行二次換熱。如承壓高于1.6MPa系統,建議設計二次換熱。最高可選承壓2.4MPa。
機房土建:
選址:機組運轉安全、幾乎無震動、噪音小,其機房場地選擇十分方便,地下室、地面、樓層中、屋頂都可作機房。對于高層建築,為減小機組承壓,宜将機房設于建築中段或頂層。
通風:通風不良将導緻機房潮濕而腐蝕機組,機房通風應大于每小時換氣2次,并加機組消耗的空氣。按每萬大卡熱值燃料消耗15m3空氣估算。
排水:①保持機組基礎處于機房較高位置。②所有排水管、洩水管均應置于機房地漏或排水溝上可見處。③地下室機房設置于集水坑上,集水坑應設液位聯動潛水泵。
溫度:控制在5〜43℃内。過低則在機組停機時會造成機體内銅管及水室凍裂,過高則會損壞機組電氣元件。機房必須設置溫度計和超溫報警。
濕度:控制在85%以下,過高将影響電器絕緣。
基礎荷載:①建議按設備運行重量的1.5倍考慮。②基礎必須平整結實,确保不會下沉或超載(機組置于樓頂)。③荷載按底座走條與基礎的接觸面均勻分布。
管路系統:
燃氣系統:
管道最低處應設洩水閥。管路施工後應進行0.6MPa氣壓檢漏并徹底吹灰。
2台或多台機組并聯時,務必在燃氣主管上設置較主管管徑大3〜6倍的緩沖管,避免同時開機時燃氣欠壓熄火。緩沖管下部設手動洩水閥。
用戶應在訂貨時将燃氣品種、熱值、壓力向廠商提供,以便廠商及時、準确地選配相應的燃燒機,并将燃氣所需管徑反饋給用戶,用戶依此規格設置過濾器、流量計、球閥、放散管、壓力計。廠商一般負責供貨範圍内閥組的安裝。外接管路系統由用戶安裝,接至距燃燒機1m處。
用戶管道試壓時,應将與廠商供貨閥組相接的球閥關閉,以免過高的壓力損壞閥組器件。
機房必須安裝燃氣洩漏檢測報警裝置,其動作值應設在危險值下限的20%,該裝置還應與機房強力排風扇聯動。機房務必保持24小時通風良好。
燃油系統:
燃油系統一般包括儲油罐、輸油泵、日用油箱、燃油過濾器和計量器具等。油罐應設檢查孔、阻火透氣帽(呼吸閥)、注油閥、油位傳感器及排污閥。日用油箱最低油位應高于燃燒機0.1m。
油輸送管用銅管或無縫鋼管,至少用0.8MPa氣壓檢漏。
油罐入口及出口均需設置中燃油過濾器(60目)。過濾器應有足夠截面,其設置場所應便于拆裝和排污。
油罐務必設計量裝置。
水系統:
水系統初次灌水須采用軟化水,使用中每年洩漏率應小于10%,否則大量補充自來水會造成系統結垢。
在水系統中不采用Y型過濾器,而應采用濾網截面比管截面大8〜15倍的0阻力過濾器,以減少阻力損失。
機組溫水、衛生熱水出/入口必須設置軟接頭,所有機外管路的重力絕不允許由機組承受。
管路設置要求:任何管路閥門應盡量避免從機組上部穿過,以免管道施工、維修時弄傷機組或漏水損壞機組。暖通南社
水質硬度高的地區,建議衛生熱水采用二次換熱系統。
排氣系統:
建議每台機組設獨立的煙道。若受現場條件限制隻能用共用煙道,則共用煙道應采取插入式,且主煙囪應較大、較高,以避免相互幹擾。每個煙道應設置電動風門,以免煙氣進入未運行的機組,造成腐蝕。
機組排氣量由輸入燃料熱量決定,估算每萬大卡熱值的燃料排氣量約18m3,建議煙道、煙囪内煙氣設計流速3〜5m/s。
煙道進入機組前應有集污鬥,以免凝結水直接流入機内。室内煙道必須保溫,室外鋼制煙囪較矮時可不作保溫,較高時須作保溫,以保持煙氣的浮升力。排氣口應盡量遠離冷卻塔,或高于冷卻塔2m以上。
機組額定排氣溫度145℃,但從消防安全考慮,設計時應按300℃選擇保溫材料并設計周圍防火隔離區。
排氣系統實施例
水系統:
水系統初次灌水須采用軟化水,使用中每年洩漏率應小于10%,否則大量補充自來水會造成系統結垢。
在水系統中不采用Y型過濾器,而應采用濾網截面比管截面大8〜15倍的0阻力過濾器,以減少阻力損失。
機組溫水、衛生熱水出/入口必須設置軟接頭,所有機外管路的重力絕不允許由機組承受。
管路設置要求:任何管路閥門應盡量避免從機組上部穿過,以免管道施工、維修時弄傷機組或漏水損壞機組。
水質硬度高的地區,建議衛生熱水采用二次換熱系統。
控制系統:
本圖參照遠大真空鍋爐樣冊。
吊裝及就位要領:
1.務必請具有合格資質且已投保險的專業吊裝隊伍卸車吊裝。
2.吊車支腳必須墊實,确保起吊後不會下沉。起吊前檢查吊具,确保不會在起吊後脫落或斷裂。鋼絲繩起吊夾角必須小于90°,嚴禁使用單根鋼絲繩起吊。吊離車廂面或地面約20mm時,稍作停留,仔細觀察确保無問題,再緩緩起吊。
3.落地要輕緩,嚴禁沖擊着地,因機組為真空設備,任何對機組的沖擊與碰撞都絕對禁止。
4.移動時,應使用圓鋼或厚壁鋼管,不準使用木棒作滾筒。隻允許拖拉走條上的拖拉孔,其它部位嚴禁承力。提升設備隻能在走條下使用起道機。
5.在設備到達之前應用混凝土澆注好基礎并校水平。就位時直接将機組安放其上,無需螺栓固定(若機組周圍有強震動源或用戶有特殊防震要求的,訂貨時予以說明)。基礎必須平整結實,确保不會下沉或超載(當機組置于樓上時)。
6.機組就位後,應在2小時内進行前、後、左、右水平校正(用透明膠管檢測各處水平高度),水平校正後,最大不平度為0.8/1000。就位後,如不迅速墊實機腳,會拉傷機組。
7.走條與基礎表面的接觸務必嚴實,承力均勻,若對此不予重視,日後可能出現受力不勻導緻慢性扭傷,造成主機洩漏,釀成無法挽回的事故,絕對不可掉以輕心。
8.運輸及安裝全過程應派專人看護,嚴禁無關人員接觸,嚴禁擰動任何閥門。若機房尚要進行其它施工,務必在施工完成後才撕開保護膜,并防止墜物砸傷或污物弄髒設備。切不可劃傷油漆或保溫。
燃氣鍋爐熱負荷計算方法:
燃氣鍋爐因其負荷自動調節能力強,按照現行國家住建部執行标準,每噸位按照8000~10000平方米計算。北京及以南地區供熱負荷負荷可按每噸供熱10000平方米計算。北京以北及西部冬季嚴寒地區供熱負荷每噸按照8000平方米計算。
如采暖面積為36000平方米,需要選多大鍋爐?
可按照36000÷10000=3.6(噸),設計考慮餘量,選4噸鍋爐合适。4噸熱水鍋爐,按照标準熱功率:每噸為0.7MW,4噸為:4*0.7MW=2.8MW。選擇工程壓力的級别可根據用戶管網設計壓力選型。工作壓力對鍋爐能耗消耗影響不大。
關于燃氣鍋爐燃氣消耗量的計算:
燃氣鍋爐采用标準天然氣燃燒時,按照四川納溪天然氣低位發熱值,Qdw=35588kJ/Nm3(8513.8大卡/Nm3)計算:
1噸鍋爐(0.7MW),設計熱效率:91.24%,則需要天然氣為:
1噸鍋爐為60萬大卡/h(600000大卡/h):
計算方法:1*600000/(8513.8*0.9178)=77.24Nm3/h
則:WNS0.7-1.0/95/70-Q天然氣消耗量每小時77.24标立方米。
蒸汽鍋爐可參考上述計算,不需要增加天然氣消耗量。
燃氣鍋爐選型時注意事項:
落實用戶為地溫采暖還是暖氣片采暖?
如地溫采暖:則應考慮地暖設計溫度為60度左右,如采用95直接給水,會造成地溫暖氣管道損壞,則考慮采用闆式換熱器二次換熱後再給地暖管道供水。此時二次低溫側循環水泵流量考慮為暖氣片采暖時1.5~2倍流量。
如暖氣片采暖:可按照每噸需要循環水泵流量為24m³/h,如2噸 (1.4MW)需要循環水泵流量為48m³/h。依次類推。如采用地暖采暖時,1.4MW鍋爐選用循環泵流量為1.5~2倍流量,即:72~96m³/h。
鍋爐為采暖鍋爐時,特别是集中供熱的小區或住宅,要考慮一用一備,或兩用一備的原則。在暖冬時節考慮集中用一台,另一台備用的原則,當極度寒冷的季節,可同時啟用所有鍋爐,滿負荷運行。以防止在鍋爐檢修或出現故障時,能及時啟動備用鍋爐對循環系統進行機械循環,防止出現暖氣設施凍壞凍裂事故,同時在采用應急措施中,能及時對負荷及時有效調節。
鍋爐選型盡量選用同一種壓力規格型号的鍋爐,便于并網,共用輔機,在其他鍋爐配件出現故障或維修時,能交替使用,便于應急處理。
本文素材取自互聯網,暖通南社整理編輯。
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