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詳細(xì)說明:
膜式壁爐膛式熱能中心——節(jié)能、環(huán)保、不堵灰
2~3年運(yùn)行節(jié)省的電費(fèi)可以收回?zé)崮苤行耐顿Y費(fèi)用(與傳統(tǒng)熱能中心比較)
1. 膜式壁爐膛式熱能中心組成
1.往復(fù)爐排燃燒裝置2.膜式壁主爐膛3.鍋筒4.第二膜式壁爐膛
5.余熱導(dǎo)熱油對流區(qū) 6.空氣調(diào)節(jié)門 7.煙道調(diào)節(jié)門 8.蒸汽對流區(qū)9.一極除塵
10.煙氣混合室11.二級除塵12.汽氣換熱器 13.熱力除氧器14.軟水箱
15.水處理設(shè)備16.引風(fēng)機(jī)
膜式壁爐膛式熱能中心是在往復(fù)爐排的上方設(shè)計(jì)產(chǎn)蒸汽的膜式壁,采用燃生物質(zhì)鍋爐常用的“M”型煙氣流程。在對流區(qū)分為導(dǎo)熱油對流管區(qū)、水汽對流管區(qū)及熱煙氣3路,此3路煙氣以控制導(dǎo)熱油產(chǎn)熱量為主進(jìn)行調(diào)節(jié),在保證導(dǎo)熱油熱功率滿足生產(chǎn)需求的前提下,來合理分配蒸汽用量。
2. 人造板行業(yè)的用熱特點(diǎn)
以年產(chǎn)20萬~25萬m3中密度纖維板的用熱為例,介紹密度板行業(yè)的熱能中心的熱介質(zhì)參數(shù)特點(diǎn)。
表1(以年產(chǎn)20萬~25萬m3中密度纖維板的用熱為例)
序號 | 用熱設(shè)備 | 用熱介質(zhì) | 用熱參數(shù) | 用熱比例/% |
1 | 熱磨機(jī) | 蒸汽 | Q= 18t/h P=1.2Pa (12.6MW) | 26 |
2 | 融蠟 | 蒸汽 | Q=0.7t/h P=0.3Pa (0.3MW) | |
3 | 制膠 | 蒸汽 | Q=3t/h P=0.4Pa (2.09MW) | |
4 | 纖維干燥 | 熱煙氣 | 25.5MW | 熱煙氣 52 |
5 | 熱壓機(jī) | 導(dǎo)熱油 | 4,000,000Kcal/h(4.65MW) | 導(dǎo)熱油 9.5 |
6 | 木片預(yù)熱 | 蒸汽 | Q= 2.5t/h P=0.3Pa (1.74MW) | |
7 | 噴膠系統(tǒng) | 蒸汽 | (1.0MW) | |
8 | 其他 | 蒸汽 | (1.0MW,***大1.3MW) | |
9 | 總熱功率 | 48.88MW | 蒸汽 38.5 |
3種熱介質(zhì)的用熱量比例為:蒸汽38.5% (含熱磨機(jī)用汽26%)、導(dǎo)熱油9.5% 、熱煙氣52%。
蒸汽設(shè)計(jì)參數(shù)為P=1.6MPa Q=28t/h,
導(dǎo)熱油設(shè)計(jì)參數(shù)為P=1.0MPa Q=4.65MW(油出口溫度280℃),
熱煙氣設(shè)計(jì)參數(shù)為Q=25.5MW (350℃煙溫送干燥風(fēng)機(jī))。
3. 膜式壁爐膛式熱能中心----三種熱介質(zhì)裝機(jī)功率參數(shù)
表2 (以年產(chǎn)20萬~25萬m3中密度纖維板的用熱為例)
序號 | 熱介質(zhì) | 產(chǎn)生設(shè)備 | 相關(guān)輔機(jī) | 輔機(jī)參數(shù) | 輔機(jī)功率/ KW | |
1 | 蒸汽 | 膜式壁及對流管 | 引風(fēng)機(jī)
| Q=350000m3/h H=2800Pa | 與熱煙風(fēng)共用 | 同3共用 |
給水泵 | Q=30t/h H=220m | 55 | ||||
2 | 熱油 | 余熱導(dǎo)熱油爐 | 導(dǎo)熱油爐引風(fēng)機(jī) | Q=70000m3/h H=3000Pa | 110 | |
熱油循環(huán)泵 | Q=300m3/h H=80m | 90 | ||||
3 | 熱煙風(fēng) | 膜式壁第二爐膛排煙及對流管排煙 汽氣換熱器 | 總引風(fēng)機(jī) | Q=370000m3/h H=3000Pa | 450 | |
如干燥風(fēng)機(jī)離熱能中心較近(<25m),450KW引風(fēng)機(jī)可以不配。 | ||||||
調(diào)溫風(fēng)機(jī) | Q=100000m3/h H=1400Pa | 55 | ||||
4 | 合計(jì)總功率(其他輔機(jī)功率未列入) 用戶可以將此值與其他熱能中心的三種熱介質(zhì)引風(fēng)機(jī)、循環(huán)油泵的總功率進(jìn)行比較 | 760/310(距離較近) |
4. 膜式壁爐膛式熱能中心的特點(diǎn)
1)膜式壁爐膛直接產(chǎn)生蒸汽,無需用熱油二次轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生蒸汽,不需要配蒸汽發(fā)生器,少了蒸汽發(fā)生器的二次循環(huán)泵,總體設(shè)備占地面積小。
2)熱油設(shè)計(jì)只為必需要的設(shè)備供熱,熱功率較小,熱油系統(tǒng)油管徑小,用油量少,循環(huán)油泵功率也小,省油也省電。
3)膜式壁爐膛采用典型的燃生物質(zhì)鍋爐“M”型結(jié)構(gòu),能控制燃燒時(shí)間和爐膛出口溫度,***大限度地控制有害氣體的產(chǎn)生;第二豎井燃盡室不僅降低了煙氣溫度,固化了煙氣中的灰粒,且在下部的180°的轉(zhuǎn)向室中,沉降了70%的大顆粒灰塵,避免了后部對流管易堵灰現(xiàn)象。
4)爐膛前后拱為水管水冷支吊結(jié)構(gòu),拱成型后,穩(wěn)固耐用。
5)整體設(shè)備占地面積小,可露天布置。
6)總體設(shè)備裝機(jī)電功率小。
7)膜式壁吸熱量隨著熱負(fù)荷的加大而增加,因此總的產(chǎn)汽量會多于設(shè)備用汽量,如將此蒸汽排空,就會造成熱能的浪費(fèi),因此在后部干燥風(fēng)機(jī)前必需配置一汽氣換熱器,將多余的蒸汽轉(zhuǎn)化為熱風(fēng)進(jìn)入干燥管道,冷凝水回軟水箱或熱力除氧器,此過程靠鍋筒內(nèi)汽壓完成,不額外增加電耗。
8)在蒸汽管線上必需配有控制壓力的電動調(diào)節(jié)閥,制度將多余的蒸汽送往汽氣換熱器,以確保鍋筒的壓力在設(shè)定范圍內(nèi)。
5. 膜式壁熱能中心的優(yōu)點(diǎn)——節(jié)能、環(huán)保、不堵灰
5.1 節(jié)能
節(jié)能包括兩方面:一是燃料燃燒及熱能利用效率方面的節(jié)能;二是設(shè)備裝機(jī)總功率方面的節(jié)能。
5.1.1 燃料燃燒及熱能利用效率高
生物質(zhì)燃料在其燃燒過程中,配風(fēng)不合理及燃燒時(shí)間不夠,均會導(dǎo)致不完全燃燒損失。由于生物質(zhì)固體燃料與煤的成分不同,因此燃燒過程也不一樣。
生物質(zhì)固體燃料與煤的成分
燃料種類 | 碳C/% | 氫H/% | 氧O/% | 硫S/% | 灰A/% | 揮發(fā)分V/% | 密度ρ/(t/m3) |
生物質(zhì)固體燃料 | 38~50 | 5~6 | 30~44 | 0.1~0.2 | 4~14 | 65~70 | 0.47~0.64 |
煤 | 55~90 | 3~5 | 3~20 | 0.4~0.6 | 5~25 | 7~38 | 0.8~1.00 |
從表可以看出,生物質(zhì)燃料有如下特點(diǎn):
(1)含碳量少,燃料熱值低。
(2)含氫稍多,揮發(fā)分多。生物質(zhì)燃料中的碳多與氫結(jié)合成低分子的碳?xì)浠衔?,遇熱分解析出揮發(fā)物,所以易引燃。燃燒初期揮發(fā)析出量較大,必須配風(fēng)合理,并確保燃燒環(huán)境有足夠的溫度,才能完全燃燒。如配風(fēng)不合理,爐溫不夠,易產(chǎn)生鑲黑邊的火焰,形成不完全燃燒,并冒黑煙。
(3)生物質(zhì)燃料含氧量多,易燃,燃燒時(shí)消耗空氣量少。
(4)含硫量低,煙氣中含硫量少。
(5)含灰分少,且密度小,易被風(fēng)吹起,帶到后部受熱面。
(6)密度小,質(zhì)地疏松,易燃燒和燃盡,灰燼中殘留的碳量少,固體未完全燃燒損失小。
針對以上特點(diǎn),在燃燒裝置設(shè)計(jì)與配風(fēng)上常鍋?zhàn)龅揭韵聝牲c(diǎn):
a) 選用合適的往復(fù)爐排,設(shè)計(jì)足夠的燃燒容積。
燃料在爐排上燃燒時(shí),大塊的爐排片可將較厚(300mm左右)的燃料推移翻滾前行,達(dá)到強(qiáng)化通風(fēng)和燃燒的效果。
爐排面積熱負(fù)荷取值為600~750KW/m2(510,000~650,000Kcal/h m3);
從燃燒開始到被降溫到850℃的時(shí)間要求≥5.8s,保證燃燒完全,并***大限度地減少NOx等有害氣體的排放, 大的燃燒空間保證了足夠的燃燒時(shí)間。
爐膛的容積熱負(fù)荷設(shè)計(jì)值取100~140KW/m3(86,000~120,000Kcal/m3)。
b) 合理的配風(fēng),,實(shí)現(xiàn)分級燃燒
配風(fēng)分一次風(fēng)和二次風(fēng),一次風(fēng)從爐排下供給,二次風(fēng)從爐排上供給。
生物質(zhì)燃料的理論供氣量為4~5m3/kg,過量空氣系數(shù)取1.4 左右。其中二次風(fēng)的比例為30%~40%,有的秸稈燃料取50%;二次風(fēng)進(jìn)爐膛的位置在爐膛前、后拱的高溫喉口處,此處前后距離短,二次風(fēng)易穿透,能較均勻地將空氣補(bǔ)充給揮發(fā)分氣體,滿足高效燃燒。
二次風(fēng)補(bǔ)入爐膛的速度取60m/s 左右,保證充分均勻地將空氣與可燃性氣體混合,達(dá)到燃盡的效果。
5.1.2 設(shè)備裝機(jī)功率小
蒸汽、熱油、熱煙風(fēng)是人造板企業(yè)必須的3種熱介質(zhì),但每種熱介質(zhì)用熱的比例大小不同,表1中密度纖維板生產(chǎn)中用熱比例為蒸汽38.5%、導(dǎo)熱油9.5%、熱煙氣52%。從上面表2可以看出膜式壁熱能中心的裝機(jī)功率***小,用戶可以自行比較。
5.2 環(huán)保
鍋爐燃燒排放的有害氣體主要有CO 、SO2、NOX 、二惡英等,通過二次配風(fēng),分級燃燒,做大爐膛幾何尺寸及受熱面,降低爐膛內(nèi)總的溫度場的溫度,延長爐膛內(nèi)的固體顆粒和揮發(fā)份的燃燒時(shí)間,來達(dá)到***大限度的燃盡及控制有害氣體產(chǎn)生的效果。
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