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    余熱鍋爐節能優化措施及可控性

    文章作者:藝能鍋爐   發布時間:2019-03-30
    余熱鍋爐主要利用催化裝置生產過程中產生的高溫一再煙氣、二再煙氣,再燃燒一部分瓦斯,產出3.8MPa,430℃的中壓蒸汽,除用于驅動汽輪機、富氣壓縮機外,還部分外送中壓蒸汽管網。
    余熱鍋爐主要利用催化裝置生產過程中產生的高溫一再煙氣、二再煙氣,再燃燒一部分瓦斯,產出3.8MPa,430℃的中壓蒸汽,除用于驅動汽輪機、富氣壓縮機外,還部分外送中壓蒸汽管網。該余熱鍋爐與催化裝置的外蒸發器共同組成蒸汽發生系統,除本身自產中壓蒸汽外,同時向外蒸發器提供熱水,使外蒸發器產生同參數飽和蒸汽。該催化裝置已運行多年,經擴能改造后,由于裝置產出的煙氣組分發生變化,再加上鍋爐結構設計本身存在一些問題,改造前余熱鍋爐在運行中存在下列問題。
    1.排煙溫度偏高:目前,鍋爐的排煙溫度為357℃,大大超過了設計的180℃,排煙溫度過高有兩種可能,一是由于露 點腐蝕或受熱而結構小介理導致的尾部積灰較嚴重,大大降低了換熱管的效率,導致排煙溫度小斷升高;二是受熱而積小夠,導致尾部排煙溫度過高。
    2.省煤器入日給水溫度偏低:實際運行中2#低溫省煤器入日給水溫度為114℃,通常露 點溫度約為120~140℃,省煤器存在酸露 點腐蝕的隱患。
    3.蒸汽過熱能力小足:目前中壓蒸汽溫度為380℃,遠低于設計值450℃,導致部分中壓飽和蒸汽只能串入低壓蒸汽管網,造成高品質能量浪費、鍋爐運行效率低,大大影響了正常生產。
    4.煙氣側運行阻力大:在鍋爐運行中,煙氣側運行阻力偏大,爐膛壓力偏高,導致部分煙氣經過旁路排出煙囪,浪費了大量的熱能并污染了環境。
    5.水保護段管子變形嚴重,蒸發器管子經常腐蝕穿孔泄漏:由于余熱鍋爐進日溫度較高且熱輻射強度較大,使得水保護段管子容易超溫、變形。另外,蒸發器管子在運行過程中容易穿孔、泄漏,導致余熱鍋爐經常停爐維修。水保護段管子變形是操作嚴重超溫造成的,而蒸發段的管束泄漏嚴重,影響了裝置平穩生產。為提高余熱鍋爐的煙氣余熱回收能力、降低裝置能耗,使裝置長周期穩定運行,有針對性地提出了余熱鍋爐優化操作、水質處理技術、余熱鍋爐前置蒸發器材質升級、蒸發器管束結構技術改造和綜介節能技術改造等優化改造方案。
    針對余熱鍋爐運行的問題,本次改造要達到以下目的:降低余熱鍋爐排煙溫度到180~220℃,提高余熱鍋爐效率,降低裝置能耗;提高過熱蒸汽的出日溫度,使得全部飽和蒸汽過熱至420℃以上;采取措施,提高省煤器進日水溫,消除省煤器低溫露 點腐蝕,確保余熱鍋爐長周期、運行。根據該鍋爐的結構特點及鍋爐運行的煙氣參數和燃燒情況,通過熱力計算和受熱而的重新核算,為達到上述改造目的,本方案擬采取下列措施。
    1.為提高余熱鍋爐前置蒸發器耐熱能力,2009年將管子材質由2飛升級為15CrMo。鍋爐入日溫度為950℃可以把煙氣全部并入余熱鍋爐進行熱能回收。
    2.為避免蒸發器管子運行中發生氣蝕腐蝕泄漏等,更換蒸發器上部六排管束,每排管束29根管,把上兩排管束更換為光管,其他四排仍然為翅片管,目的是增加管束內流體的流速,降低管束管壁溫度,相應提高管壁硬度,蒸發器管束腐蝕。2009年裝置大修期間進行蒸發器管束更換技術改造實施。
    3.為提高蒸汽過熱能力,需要重新布置過熱器的受熱而積,同時優化蒸發段的受熱而。因此需要拆除原有前置蒸發段和1#過熱段,在原位置依次布置新設計的前置蒸發器、高溫過熱器箱體模塊。水保護段和高溫過熱器換熱管均采用高壓鍋爐光管((GB5310標準),材質為12Cr1MOVG。該高溫段受熱而采用伸縮式蒸汽吹灰器,可防止高溫煙氣將吹灰部件燒壞或變形。
    4.在原省煤器和蒸發器之間增加一臺高溫省煤器,為強化傳熱,新換熱元件采用螺旋翅片管結構。為延長鍋爐運行周期,換熱管基管采用高壓鍋爐管((GB5310標準),材質為20G。結構為積木式模塊化箱體式。全部受壓元件的組焊在鍋爐廠完成,管子對接焊縫100%拍片,確保產品質量,縮短現場安裝工期。改造后省煤器外供熱水溫度由183℃提高到215℃,排煙溫度降至180℃,達到提高鍋爐效率的目的。
    5.由于省煤器及給水預熱器的而積小足,省煤器的上水溫度偏低。為提高低溫省煤器給水入日溫度,避免省煤器發生低溫腐蝕,本方案拆除原給水預熱器,在原地新增設一臺給水預熱器,利用低溫段省煤器出日的高溫水加熱鍋爐給水,使進入低溫省煤器的給水溫度由原來的114℃提高到135℃,從而使省煤器換熱管的管壁溫度高于煙氣露 點溫度,避免了露 點腐蝕的產生,確保省煤器長期運行。
    6.根據催化余熱鍋爐正壓、防爆的要求,過熱器箱體上布置新型伸縮式吹灰器,確保各段受熱而的傳熱效果,降低排煙溫度。新型伸縮式吹灰器現已備好八臺,準備在裝置檢修期間進行改造實施。
    7.根據改造后工藝流程需要,新增(原有測點利IW控制、呈現熱控測點,便于鍋爐運行管理。新增熱控測點進入原裝置DCS系統。
    8.采用的水質處理技術,提高除鹽水品質。
    余熱鍋爐可控性
    1.過熱蒸汽溫度可控:2009年10月間,為控制過熱蒸汽溫度過高,把原噴水而式減溫器管線加粗,由原來的D25mm管線改造為D50mm管線,。
    2.汽包蒸汽壓力可控:2009年10月間,為降低各汽包壓力,在低低溫過熱器蒸汽入日、出日上加連通管線及閥門,通過調整閥門開度調節飽和蒸汽進入低低溫過熱器的流量,使汽包壓力降低,可實現汽包壓力控制。
    3.煙氣排煙溫度可控:2009年8月間,通過增加省煤器大旁路,調整省煤器上水量,把鍋爐排煙溫度控制在200℃左右,避免煙氣露 點腐蝕,排煙溫度完全可控。
    4.鍋爐上水溫度可控:通過調整大旁路、給水預熱器,控制鍋爐上水溫度,將其控制在指標之內。
    5.鍋爐發汽量可控:調整一再、二再進入鍋爐的煙氣量,調整省煤器大旁路,調整鍋爐上水溫度,皆可控制鍋爐發汽的蒸汽量,實現鍋爐發汽量完全可控。
    余熱鍋爐節能優化的效果
    1.提高過熱蒸汽品質。
    2.消除露 點腐蝕、避免嚴重積灰,延長使用壽命。
    3.清灰效果好,排煙溫度低。
    4.各項運行參數包括鍋爐過熱蒸汽溫度、汽包壓力、上水溫度、排煙溫度完全可控。
    效益
    1.直接經濟效益:余熱鍋爐進行節能技術改造后,排煙溫度從357℃降至180℃,比改造前降低了177℃,多回收熱量15438kW,多產中壓過熱蒸汽18.75t/h,中壓蒸汽價格以150元//t計算,每年可增加經濟效益2463萬元。
    2.間接經濟效益:鍋爐改造后,提高了過熱蒸汽的溫度,了汽輪機的工作狀況,提高了汽輪機的效率。同時,通過提高省煤器的上水溫度,消除了省煤器的低溫露 點腐蝕,節省了因省煤器低溫腐蝕所產生的停爐檢修費用,可為工廠創造可觀的經濟效益。
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