¿Cómo ahorrar energía en calderas industriales de carbón?
Debido al bajo nivel de tecnología y operación del producto, la baja eficiencia de la caldera y el gran volumen y amplia cobertura, las calderas industriales de mi país emiten 3,8 millones de toneladas de gases de efecto invernadero, dióxido de carbono, hollín y 5,3 millones de toneladas de carbono. dióxido de carbono y una gran cantidad de óxidos de nitrógeno cada año. Es una de las principales fuentes de contaminación ambiental atmosférica.
Por lo tanto, es necesario utilizar tecnología de ahorro de energía para transformar las unidades de calderas industriales, eliminar defectos de las calderas, mejorar los equipos de combustión y los sistemas auxiliares para que coincidan con las características del combustible y las condiciones de trabajo, y hacer que el rendimiento y la eficiencia de las calderas alcancen el diseño. valores o estándares internacionales. Nivel avanzado, logrando así una gran cantidad de indicadores de ahorro de energía y protección del medio ambiente. Por ejemplo, la planta de calefacción Lugu de Beijing invirtió 200.000 yuanes para transformar dos calderas de agua caliente de 40 toneladas por hora con tecnología de combustión estratificada. Después de la transformación, la eficiencia de la caldera alcanzó el 83%, la potencia de la caldera aumentó, la capacidad de calefacción aumentó de 800.000 metros cuadrados a 1,31.000 metros cuadrados y se redujeron las emisiones de polvo. Todas las inversiones se recuperan dentro de un período de calefacción. Si se utiliza como base de cálculo la capacidad unitaria de 10 toneladas/hora, la eficiencia de la caldera aumentará del 62% al 80%. Calculado en base a 5.000 horas de funcionamiento anual, el ahorro anual de carbón bruto es de 218 toneladas, equivalente a 156 de carbón estándar, la tasa de ahorro energético es del 22,5% y la emisión de dióxido de carbono se reduce en 109 toneladas. Si el 30% de las calderas industriales del país se someten a una transformación para ahorrar energía, se pueden ahorrar 15 puntos porcentuales del carbón estándar nacional y las emisiones de dióxido de carbono se pueden reducir en 9,03 millones de toneladas. Por tanto, el potencial de mercado es enorme y los beneficios económicos y sociales son buenos.
Arco de horno de doble forma y ahorro de energía
La mayoría de las calderas industriales que funcionan en nuestro país son calderas de cadena con una capacidad de menos de 35 toneladas/hora. El arco de la caldera es único. Adecuado para tipos de carbón de diseño típico. En el funcionamiento real, debido a la naturaleza compleja y la calidad desigual del carbón en nuestro país, las calderas suelen tener una combustión deficiente y una eficiencia baja. La tecnología de arco de horno de ahorro de energía de la Universidad Jiao Tong de Shanghai resuelve eficazmente los problemas comunes de las calderas.
Shanghai Hudong Shipyard es una empresa central a gran escala de China State Shipbuilding Corporation. La sala de calderas del centro de energía de la fábrica tiene dos calderas de vapor alimentadas con carbón de cadena de 10t/h, que proporcionan producción y vapor doméstico para toda la fábrica. Cuando la calidad del carbón es mala y el contenido de humedad del carbón es alto después de la lluvia, la caldera arderá mal, lo que provocará una producción insuficiente y afectará la producción. Después de eso, la planta adoptó la "tecnología de arco de horno de carbón ancho de doble forma y ahorro de energía" del Departamento de Ingeniería Energética de la Universidad Jiao Tong de Shanghai para transformar dos calderas sucesivamente y logró buenos resultados, como buena adaptabilidad de los tipos de carbón de caldera, grandes Producción y bajo contenido de carbono de la escoria. El efecto garantiza eficazmente la operación de producción.
(1) Tecnología de arco de carbón ancho de doble forma que ahorra energía
En el funcionamiento real, las calderas a menudo se enfrentan al problema de que el carbón de mala calidad o el carbón empapado en agua de lluvia son difíciles de encender y quemarse, lo que resulta en calderas La eficiencia térmica disminuye, la capacidad de evaporación no puede alcanzar el valor nominal y la chimenea a menudo emite humo negro, lo que provoca contaminación ambiental. Esto tiene mucho que ver con el diseño estructural del arco del horno, porque el arco del horno generalmente se diseña según el tipo de carbón seleccionado y tiene poca adaptabilidad a diferentes tipos de carbón. Tomemos como ejemplo las calderas de instalación rápida de arco frontal parabólico y de arco trasero horizontal. Este tipo de estructura de arco de caldera a menudo tiene una temperatura más baja en el área del arco trasero, y el carbón inferior o el carbón de lluvia que es difícil de encender tiene un rango de llama corto y es difícil de quemar por completo, lo que resulta en una combustión deficiente, baja eficiencia e insuficiente. salida de la caldera.
La clave para resolver los problemas anteriores es mejorar el arco del horno para aumentar la temperatura del horno y ampliar el rango de combustión. La "tecnología de arco de horno de carbón ancho de doble forma que ahorra energía" se basa en el principio de la aerodinámica y utiliza la teoría de transferencia de calor por radiación del arco frontal para diseñar creativamente los arcos delantero y trasero en forma de espiga que favorece la guía del flujo. de gases de combustión de alta temperatura en el horno, resolviendo así el problema común de Es un problema común que las calderas tengan poca adaptabilidad.
El arco frontal en forma de espiga garantiza que la llama fluya fuera del área del arco suavemente y disipe eficazmente el calor al carbón nuevo, mejorando así las capacidades de secado e ignición del carbón. Presionar la parte inferior del arco frontal también puede evitar que las llamas quemen la compuerta de carbón y la tolva de carbón. El arco posterior en forma de espiga, que es más largo que el original y tiene un cierto ángulo antiinclinación, puede mantener una temperatura suficiente del horno en el área del arco posterior, ampliar el rango de combustión de la llama y favorece la quema de cenizas. Al mismo tiempo, los gases de combustión de alta temperatura en la parte trasera pueden guiarse hacia el área del arco frontal para aumentar la temperatura del área del arco frontal, lo que favorece la ignición y combustión de carbón inferior y carbón de lluvia.
(2) Análisis técnico y económico
Según las estadísticas mensuales de producción de vapor, consumo de carbón y consumo de electricidad de la sala de calderas central del Astillero Hudong desde septiembre de 1994 hasta mayo de 2000. , Shanghai El Centro de Pruebas de Ahorro de Energía llevó a cabo pruebas in situ de la caldera de 10t/h. Se sacaron las siguientes conclusiones:
La temperatura del horno aumentó entre 80 ℃ y 100 ℃, el contenido de carbono de la escoria cayó del 15 % al 19 % antes de la transformación al 7 % al 9 % y la caldera La eficiencia térmica aumentó del 69,29% al 77,64%. Ahorró 2.914,5 toneladas de carbón, 2.081,83 toneladas de carbón estándar, 200.000 kilovatios hora de electricidad, 9.419 millones de yuanes en fondos y redujo 5.639 toneladas de dióxido de carbono.
La inversión total del proyecto es de 107.600 yuanes y el período de recuperación de la inversión del proyecto es de 6 meses.
Tecnología de combustión compuesta
Qiqihar Brewery es una moderna empresa de producción de cerveza que integra malteado, elaboración de cerveza y envasado, con una capacidad de producción anual de 70.000 toneladas. El vapor necesario para el calentamiento y la esterilización durante el proceso de producción de cerveza de la fábrica lo proporciona el taller eléctrico. La sala de calderas del taller eléctrico dispone de 1 caldera de cadena de 10t/h y 2 de 6,5t/h. La producción total de las tres calderas es de sólo 12 t/h y la eficiencia térmica es del 50 % al 65 %. Entre ellos, la producción de la caldera de 10t/h es de sólo 6t/h y la eficiencia térmica es del 65%. Para ello, se modificó la caldera de cadena de 10 t/h utilizando tecnología de combustión compuesta. Después de la transformación, la producción de una sola caldera puede alcanzar 14~15t/h y la eficiencia térmica puede alcanzar el 75%. Han quedado fuera de funcionamiento dos calderas de 6,5 t/h, que no solo satisfacen las necesidades de vapor de la empresa, sino que también pueden ajustar rápidamente la carga según las necesidades de producción, adaptarse a diferentes tipos de carbón y reducir considerablemente los costos de producción.
La inversión total en este proyecto es de 452.000 yuanes. Después de su puesta en uso, ahorra 1.758 toneladas de carbón bruto y alrededor de 15.000 kilovatios hora al año, logra beneficios integrales anuales de 3.916 millones de yuanes y reduce las emisiones de dióxido de carbono en 341,6 toneladas. El período de recuperación de la inversión para las empresas que utilizan calderas de cadena es de 1,2. años (el precio del carbón es 1,8 yuanes/tonelada))
La caldera de cadena con tecnología de combustión compuesta es un equipo de combustión de uso común y se usa ampliamente en nuestra industria. Las calderas de vapor de menos de 75 toneladas/hora y las calderas de agua caliente de menos de 29 MW utilizan principalmente este método de combustión. Aunque la caldera de cadena es un buen equipo de combustión, también tiene algunas deficiencias en su uso, principalmente una producción insuficiente y una baja eficiencia térmica cuando el tipo de carbón es variable y la calidad del carbón es mala. Cuando el funcionamiento es bueno, la producción real es generalmente del 60% al 70% de la potencia nominal. Cuando el funcionamiento no es bueno, es solo alrededor del 50% y la eficiencia térmica real es solo alrededor del 60%.
El objetivo principal de la tecnología de combustión compuesta de carbón pulverizado y caldera de cadena es fortalecer el proceso de combustión en la caldera, mejorar la eficiencia de combustión de la caldera y la adaptabilidad de los tipos de carbón. De la teoría de la combustión de la caldera se puede saber que mantener una temperatura del horno suficientemente alta es la condición principal para garantizar una buena combustión de la caldera. La temperatura del horno es alta, el carbón se seca y se replica suavemente en el horno, el tiempo para alcanzar la temperatura de ignición es corto y es fácil incendiarse. Cuanto mayor sea la temperatura del horno, mejor será la combustión del carbón y mejor será su adaptabilidad. Entre los métodos de combustión de calderas de carbón existentes, la caldera de carbón pulverizado tiene la temperatura de horno más alta, la mejor adaptabilidad del tipo de carbón, combustión completa y alta eficiencia térmica. El mecanismo del método de combustión combinada de caldera de cadena y carbón pulverizado es combinar orgánicamente los dos métodos de combustión diferentes de parrilla de cadena y carbón pulverizado, y usarlos en el mismo horno para complementarse y utilizarse entre sí para maximizar sus fortalezas y evitar sus debilidades. Durante el proceso de combustión, el carbón pulverizado se enciende en el hogar. La llama de alta temperatura formada por la combustión del carbón pulverizado aumenta la temperatura del horno, proporcionando una rica fuente de calor para el encendido de la veta de carbón en la parrilla de la cadena. En el pasado, la parrilla de cadena solo podía calentarse mediante el arco del horno. La situación de ignición por radiación mejora en gran medida las condiciones de ignición del carbón nuevo en la parrilla de cadena, al mismo tiempo, el lecho de combustión estable es una fuente de calor confiable para el carbón pulverizado; Ignición por flujo de aire, que puede garantizar la ignición oportuna y estable del carbón pulverizado.
El método de combustión compuesta no solo conserva las ventajas de una buena adaptabilidad de la carga y un ajuste conveniente de la carga de las calderas de cadena, sino que también tiene las ventajas de una buena adaptabilidad y una alta eficiencia de combustión de las calderas de carbón pulverizado, lo que hace que la caldera tenga condiciones variables. carga, especialmente cuando se quema carbón ordinario de baja calidad, se logra una combustión estable y eficiente.