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锅炉排污率对燃气蒸汽锅炉节能影响论文

论锅炉排污率对燃气蒸汽锅炉节能的影响 【摘 要】本文分析了锅炉排污率对蒸汽锅炉节能的影响,提出 了锅炉运行燃料利用率的概念,并通过对影响蒸汽锅炉排污率因素 的分析,提出了减少蒸汽锅炉排污率,提高锅炉运行燃料利用率的 措施。为同类锅炉房的设计提供参考。 【关键词】锅炉排污率;蒸汽锅炉 1.问题的提出 锅炉热效率的高低,直接影响锅炉的燃料消耗量。长期以来,人 们对锅炉的热效率较为关心,而对锅炉排污热损失没有引起足够的 重视。尽管在《锅炉房设计规范》中规定了低压蒸汽锅炉的排污率 不宜大于 10%,但该规定是侧重于对燃煤锅炉,对于燃气锅炉,由 于其燃料价格较高(以哈尔滨地区为例,目前,折合到相同热值, 天然气的价格约为燃煤价格的 5 倍左右) ,若排污量较大会造成燃 气锅炉运行费用的增高,规范中的控制值就不一定合适。 本文将通过对锅炉排污率对蒸汽锅炉运行燃料利用率的影响,以 及影响蒸汽锅炉排污率因素等分析,提出了减少蒸汽锅炉排污率、 提高锅炉运行燃料利用率的措施。 2.锅炉排污率对锅炉运行燃料利用率的影响 2.1 锅炉运行燃料利用率的提出。锅炉热效率的高低,直接影响锅 炉的燃料消耗量, 为简化分析, 本文以饱和蒸汽锅炉作为分析对象, 并假定无其它用热。蒸汽锅炉热效率可以用下式表示: η =................(1) 式中:η -锅炉热效率,%;qr-燃料的低位发热值量,kj/nm3; b 一锅炉实际燃料消耗量,nm3/h; dbq—过热蒸汽、饱和蒸汽量,kg/h; dps—锅炉机组排污量,kg/h; ibq—过热蒸汽、饱和蒸汽焓,tj/kg; igs—锅炉机组入口给水焓,kj/kg; ips—锅炉机组排污水焓,kj/kg; 从(1)式中可以看出,锅炉的排污热损失被计入了锅炉机组的有 效利用热量中,尽管在锅炉房中有时也采取一些利用排污热损失的 措施, 但均属于二次利用。 为真正反映锅炉运行时燃料的利用情况, 可用下式表示: η ’=...........................(2) 定义η 为锅炉运行燃料利用率。 2.2 锅炉排污率对锅炉运行燃料利用率的影响分析。 (1) (2) 从 和 式可以得出锅炉热效率和锅炉运行燃料利用率的关系, η ’=η =nη ...............(3) 式中 为排污率 定义 n 为排污系数,从式(3)中可以看出 n 是一个不大于 1 的数, 它与蒸汽、锅炉给水、以及炉水的焓值和排污率有关,而焓值是与 锅炉运行压力有关, 值的大小决定了锅炉运行燃料利用率的高低, n n 值越大,锅炉运行燃料利用率越高。排污系数 n 对锅炉运行燃料 利用率的影响程度如何,就可以通过分析不同压力下排污率对 n 值 的影响大小来决定。在同一运行压力下,排污系数 n 值随排污率的 增大而减小,在排污率相同时,运行压力越高,排污系数 n 越小。 由于运行压力是受用户用汽性质决定的,所以应通过降低锅炉的排 污率,来提高锅炉运行燃料利用率,节约能源消耗。 3.影响锅炉排污率的因素分析 由于低压锅炉给水中含有多种溶解固形物,当给水进入锅内被蒸 发时,除了因蒸汽带出少量溶解固形物之外,绝大部分锅水不断地 被蒸发,而给水又不断地补充,锅水中的溶解固形物的含量会越来 越大。根据《低压锅炉水质标准》的要求,对锅水的溶解固形物含 量和碱度均有严格要求,而运行中是靠排污来满足要求的,假设在 运行中锅水中溶解固形物的总量不变,那么排出锅外的溶解固形物 的总量必然等于输入锅内溶解固形物的总量。可用下式表示: qpsg+qzsz=qsss...................(4) 式中:qp 为锅炉排污量 t/h;sg 为每吨锅水中溶解固形物的含量 g/t; qz 为锅炉蒸发量 t/h;sz 为每吨蒸汽中溶解固形物的含量 g/t; qs 为锅炉给水量 t/h;ss 为每吨给水中溶解固形物的含量 g/t。 因蒸汽中携带的溶解固形物很少,与锅水、给水中的溶解固形物 的含量相比可以忽略不计,这样式(4)可简化为: qzsz=qsss........................(5) ==kr.........................(6) kr 为用溶解固形物确定的锅水的浓缩倍率,是锅水中溶解固形物 的含量与给水中溶解固形物的含量的比值。 可以得出排污率和用溶解固形物确定的锅水浓缩倍率的关系如 下: 同理可以得出,排污率和用碱度确定的锅水浓缩倍率的关系如下: l=.....................................(10) kj 为用碱度确定的锅水的浓缩倍率。 式中:ag 为锅水中碱度含量 me/l; at 为给水总碱度 me/l; hf 为给水负硬度 me/l; ht 为给水总硬度 me/l; 从式(9)和(10)可以看出,kr(或 kj)越大,锅炉的排污率越 小,kr(或 kj)越小,锅炉的排污率就越大。所以只有给水中溶解 固形物的含量和给水负硬度才是影响排污率的主要因素。 根据《低压锅炉水质标准》中规定的锅水中溶解固形物的最大含 量(sgm)和锅水碱度最大含量(agm)的规定值同时计算锅水的最 大允许浓缩倍率,并取其较小值做为锅水的最大允许浓缩倍率,以 此确定排污率的大小。锅水的最大允许浓缩倍率可以用下式计算: 式中:sgm、agm 分别为水质标准中锅水溶解固形物、锅水碱度的 最大允许含量。经过对哈尔滨地区几处供水水质的计算发现, krmax,成倍地大于 kjmax,也就是说,此时锅炉给水的负硬度对锅 炉的排污率起了决定性的作用。以哈尔滨某供热厂的水质为例,若 采用单钠离子交换器软化原水,那么用溶解固形物确定的锅水最大 允许浓缩倍率 kmax=22.1(sgs,取 4000mmol/l)用碱度确定的锅 水最大允许浓缩倍率 kjmax=7.1(ags 取 22me/l) ,据此得出锅炉的 排污率将达到 16.4%。所以,必须对锅炉给水中的溶解固形物和碱 度

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