节能特性范文（精选6篇）
节能特性 第1篇
1 原料易磨性及其国内分布
自上世纪50年代初邦德 (F.C.Bond) 建立易磨性的概念以来, 日本和欧美各国相继制定试验标准, 将易磨性Wi (kWh/t) 用于磨机产量、电耗、研磨体球径计算及其工艺设备选型等生产过程。我国于1986年颁布实施国家标准GB9964, 后几经修订, 发展到现在的GB/T26567 (邦德法) , 应用日趋普遍。1998年和2009年, 随着“煤的哈氏可磨性 (哈德格罗夫法) 试验方法GB/T2565”和“冶炼渣易磨性试验方法YB/T 4186”相继实施, 我国对于水泥原料、燃料的易磨性评价体系更加完善。合肥院采用上述方法实测的各种原料易磨性分布见表1。
注:煤采用GB/T2565哈氏可磨性方法试验, 无量纲, 系数值越大越好磨。
由表1可见, 水泥生料、熟料和煤粉制备各粉磨系统的原料易磨性分布极宽, 粉磨电耗大多相差2～3倍, 煤的差距几乎近5倍之多。假设按极差计算两个相同粉磨系统的产量或电耗, 显然不具有可比性, 其中的直接原因即在于原料特性不同。但如果从改善易磨性入手, 配套合理的粉磨工艺设备及其生产过程控制, 则可以减小对其生产的影响, 大幅度缩小两者的差距。因此, 对粉磨系统而言, 入磨原料的易磨性应列为生产第一手资料加以研究。正可谓“兵马未动粮草先行”。
2 易磨性的影响因素及其改善措施
2.1 矿山原料及其配料
石灰石所占生料配比一般在70%以上, 对生料易磨性起主导作用。实测石灰石易磨性Wi大多分布在10～17 kWh/t之间, 平均值约为12kWh/t, <10kWh/t的石灰石出现频率不多, >18kWh/t的也仅属个例, 说明国内石灰石矿趋于易磨和特别难磨的较少。石灰石以及砂岩、矾土、铁矿石等矿山原料的易磨性都与其矿床的地质成因所决定的理化构造、晶体状态和结晶程度等有关, 而且也有一定的区域分布特征。比较明显的区别是, 粘土质矿的易磨性明显优于结晶质, 如粉砂岩Wi仅为12 kWh/t左右, 而高硅质砂岩Wi则高达27kWh/t;石灰石从外观鉴别, 色泽较深、断面结构致密的, Wi普遍偏于高值。
深入分析发现, 生料易磨性Wi与所含游离硅 (fSiO2) 和燧石含量成正比。通常石灰石的fSiO2含量较少而主要来自砂岩, 即使砂岩配比很低, 也可能增大生料的粉磨电耗。表2对某厂周边3种不同的砂岩矿分别与相同石灰石、粘土、钢渣等配料进行的易磨性实测, 配比同为3.3%的砂岩仅改变其矿源, 生料粉磨电耗即随fSiO2含量增大而增加近一度电;石灰石的影响因素主要是燧石含量, 对某地两处石灰石矿山采样实测, 其燧石含量3.5%、7.9%对应的易磨性Wi分别为9.9 kWh/t和11.5 kWh/t。可见原料中的难磨组分越多, 配比量越大, 生料就愈难粉磨。
其关系式为:
式中:B混合料——生料的易磨性Wi, kWh/t;
B1、B2…Bn——该原料的配比百分数;
b1、b2…bn——该原料的易磨性Wi, kWh/t。
即:混合料的易磨性Wi等于每种配入原料的配比百分数乘以它本身Wi值的加权之和。验证表明, 水泥熟料配料、混合煤 (用哈氏系数计算) 都符合这个关系式。在满足各率值的前提下, 生料易磨性的理想状态是混合料Wi≤石灰石Wi, 以前多采用粘土配制生料, 由于其B×b的权重较小, 很容易达到这种理想状态。现在改以页岩、矾土、砂岩或其他废渣代替, 使生料Wi值相对增大。换言之, 即使所配原料的难磨程度高但配比百分数小, 其影响作用也会减弱。因此可以说, 如果矿山原料的粉磨特性由先天形成而难于改变, 那么人工合成的水泥生料、熟料则完全可通过合理选择调配原料及配比来寻求易磨性的改善, 对降低粉磨电耗具有事半功倍的效果。
2.2 水泥熟料
综合国内外实验分析, 水泥熟料易磨性的影响因素可归结于热工形成过程和生产控制过程两个方面。
热工形成过程指熟料的物理化学组成及其率值和液相含量, 均与煅烧窑型、烧成质量、冷却方式有关。国外用不同试验将水泥几种主要矿物的粉磨特性排序为:C3S>C3A>C4AF>C2S, 一致认为C2S最难磨。中联水泥集团和泰山中联的试验排序与国外相同, 认为熟料生成的液相过多或不均匀、矿物分解过程形成的蠕虫状结构, 是影响易磨性的两个主要原因, 其他一些组分如MgO、K2O、Na2O虽然不直接影响易磨性, 但会促进液相不均匀[1]。
笔者早期曾按窑型、冷却方式和储存时间等进行归类对比试验, 得出热工制度与其易磨性的关联[2]。以前的立窑、中空窑、立波尔窑等窑型煅烧的熟料Wi大多居于18～23 kWh/t以上的难磨状态, 其次是传统干法和湿法旋窑熟料, Wi值也很高且分布比较分散, 约为17～21 kWh/t之间, 湿法熟料最高达到25 kWh/t。现在的新型干法水泥熟料普遍只有15～17kWh/t, 即使配入25%左右的某些难磨混合材, Wi最高也只在17～19 kWh/t左右, 表明先进的热工工艺给粉磨节能奠定了良好的基础;从冷却方式和贮存时间对比, 篦冷机冷却的熟料Wi要比自然冷却降低19%;贮存7天较之贮存40天的熟料低10%, 而贮存8个月较之贮存40天也低6%。说明急冷熟料易磨性Wi优于慢冷且随贮存时间延长呈抛物线变化。
生产控制过程对易磨性的影响, 除通常熟知的原料配料、混合材水分、入磨粒度和粉磨细度等之外, 粉磨工艺的配置更显得重要。对此进行的试验对比结果见表3。
由表3看出, 水泥的配料如同生料配料一样存在很大的可控性, 如表中矿渣6%～15%的配料, Wi仅上升5.7%～7.4%, 而钢渣、矿渣各占32%的配料Wi则陡升44.3%, 相当于粉磨电耗增大近一倍。可见水泥粉磨系统的原料远比生料难磨且产品控制更细, 因此, 合理调配混合材品种及其配比显得更为重要。
表3用常规破碎和挤压破碎对比方法, 从易磨性角度证明先进粉磨原理对增产节能的显著贡献作用。现代生产普遍采用的立磨、辊压机, 其高压料层粉碎的机械作用力对原料颗粒结构的破坏比常规破碎大得多, 因此不仅破碎粒径小, 粒度均齐, 而且有助于颗粒内部生成更多的微裂缝, 使其变得疏松易磨。表中挤压后的原料粉磨电耗均比常规破碎小2～8kWh/t, 降低幅度在13.8%～45.9%之间。实际生产中的节电效果视原料和挤压工艺不同也大致居于这个范围。
注:挤压前为常规破碎至要求粒度试验, 挤压后为实际挤压粒度试验。
表4针对不同挤压工艺进行的易磨性对比试验, 得出挤压系统的节电能力与原料特性和工艺特性2个因素有关。就原料特性分析, 当其结构疏散、质地松软, 挤压过程则容易产生颗粒的破坏而生成更多的细颗粒和微裂缝, 也即粉磨更容易, 节电更显著, 表中生料的节电能力都因此居于34%以上甚至64.4%的最好水平。而结构致密、质地坚硬的铜矿石、铁矿石、矾土矿等原料耐压力较强, 挤压使其产生的变化多以减小颗粒外形尺寸为主, 对颗粒内部结构的破坏较弱而限制了裂缝的生成, 故而节电能力减弱, 仅为18.2%～22.8%;从挤压工艺分析, 循环挤压的粉磨节能高于一次挤压。目前广泛运用的几种挤压工艺的基本区别是, 辊压机与打散分级机或选粉机构成挤压回路的半终粉磨、联合粉磨等挤压系统, 挤压粒度都控制为<3mm, 大于这个粒径的颗粒被返回再次挤压, 因而挤压充分, 粒度均齐, 颗粒微裂缝的生成和扩展效果好, 故Wi值降低率都达24.9%～45.9%, Φ3.2～4.2m磨机的增产能力可达60%～80%甚至更高;而早期的预粉磨是一次完成挤压, 由于边缘效应或侧挡板磨损所致的大颗粒溢出, 难免存在漏压或挤压欠佳的现象, 使其入磨粒度的均齐性变差, 后续粉磨相对困难, 故Wi降低率仅为13.8%～22.8%, 实际增产能力只有20%～30%左右。表4的试验结果总体上反映出这一生产规律。
实际生产中, 由于各厂粉磨工艺、原料配料以及运行水平等个体条件不同, 粉磨效率必然存在差异, 检验粉磨系统运行合理性的比较直观的方法, 可在实测易磨性Wi前提下, 引入下述关系式来进行计算评价。其中球磨机系统的计算方法由日本标准 (JISM4002-2000) 提出。
水泥和生料球磨机系统:
水泥高细筛分磨 (小段磨) 系统:
生料立磨、水泥挤压联合粉磨系统: (k为功率系数, 约为0.85～1.0)
式中:Q——粉磨系统实际产量, t/h;
N——磨机装机功率, kW;
P80——产品80%通过的粒径, μm;
F80——入磨80%通过的粒径, μm;
C1～C5——有关磨机直径、粉磨工艺 (干法、开流/闭路) 、产品细度的修正系数。
即:当实际产量大于或等于计算产量时, 说明系统配置合理、生产控制得当。反之, 则说明系统存在缺陷或者说还有增产节能的潜力有待挖掘。
比较上述各式, 还可看出不同工艺系统的实际电耗与易磨性Wi之间的基本关系, 即:普通开流磨系统为 (1.6～1.75) Wi, 普通闭路磨系统为 (1.25～1.35) Wi;采用小段研磨体的高细开流磨为 (1.25～1.35) Wi, 也就是说, 可比条件下小段开流磨与普通闭路磨的效果相当;而生料立磨和水泥挤压联合粉磨系统的电耗只约等于甚至小于Wi, 本文用 (0.85～1.0) Wi表示。以HRM4800立磨和HFCG160辊压机+Φ4.2×15m水泥磨联合粉磨系统为例, 实测某厂生料易磨性Wi=15.21kWh/t, 立磨实际产量450t/h、单产粉磨电耗13.53 kWh/t, 其实际电耗为0.89Wi;实测某厂辊压机系统水泥配料Wi=14.73kWh/t, 装机功率N=3250kW的磨机实际产量220t/h, 折算磨机单产电耗为14.77 kWh/t, 此时的实际电耗即等于Wi。挤压终粉磨的节电优势更显著, 实测某厂生料Wi=10.14kWh/t, 装机功率为2×900kW的HFCG160-120辊压机生料终粉磨系统台时产量231.3t/h, 从库底配料、辊压机粉磨到成品输送入库标定的综合电耗为10.64kWh/t[3], 此时的Wi甚至囊括整段工序电耗, 而辊压机主机电耗仅只相当于0.77Wi。上述各式反映出不同粉磨系统的电耗差距, 生产中可引入易磨性实测进一步验证和完善。
2.3 煤的哈氏可磨性
按国标GB/T2565试验, 煤的哈氏可磨性系数Hg呈30～142的极宽分布, 系数愈小愈难粉磨, 可见相同的煤磨系统, 仅仅因其粉磨特性不同即可能产生粉磨效率的数倍之差。按煤的品种划分, 烟煤较易粉磨, Hg普遍在70以上;无烟煤相对难磨, Hg为45～70之间;褐煤则只有30～45, 属极难粉磨范畴。这是在同样粉磨细度下的易磨性差距。生产中出于满足热工煅烧的需要, 往往对无烟煤、褐煤要求磨得更细, 比如挥发份较高的烟煤只需磨细到80μm筛余8%～10%, 而无烟煤却要达到筛余1%～3%。小磨试验表明, 同一煤当粉磨细度由筛余3%减小到1%时, 产量即降低25%左右, 这就使难磨煤种的效率差距更大。
针对无烟煤、褐煤的难磨特性加之高细要求, 许多厂采用混合粉磨、搭配使用的方法对降低粉磨电耗有利, 立式煤磨的增产节电作用更大。例如:与日产2500t熟料生产线煤粉制备系统配套的HRM1900立磨, 在Hg为45、入磨水分10%、煤粉细度筛余2.7%的条件下, 系统产量21.1t/h、系统电耗30.9 kWh/t, 立磨主机电耗仅14.2 kWh/t。针对传统的风扫煤磨, 合肥院也提出一种实用新型专利技术, 认为:煤在高细粉磨条件下的主要矛盾, 已不再是烘干能力不足而是粉磨能力欠缺, 因为传统风扫磨的烘干仓要占到磨机总长度的1/3, 因而粉磨仓显得过短使其很难发挥高细高产能力。对此的改进方法是, 取消烘干仓, 将其全部改为粉磨仓, 并根据细度要求来设置粗磨和细磨两个仓的长度。而烘干则利用磨机和选粉机循环负荷大的特点, 完全通过回料循环来降低水分, 从而实现粉磨烘干新平衡[4]。应用表明, Φ3×9m煤磨粉磨无烟煤的产量达24 t/h, 煤粉出磨细度筛余和水分都<1%, 磨机主机单位产品电耗仅为23.7 kWh/t。可见针对煤的难磨特性及高细要求来进行工艺和设备结构的改进, 具有相得益彰的效果。
2.4 工业废渣原料
水泥常用废渣原料包括矿渣、钢渣、粉煤灰、铬渣、硫酸渣、电石渣等废渣或副产品, 其易磨性主要随各自的产生工艺和排放方式不同而改变。如表1所示, 相对易磨的矿渣、钢渣Wi只有16～18 kWh/t, 而难磨的则达27～36 kWh/t, 某些黑矿渣甚至高达42kWh/t, 可见极差同样很大且比熟料难磨得多。
从产生工艺看, 钢渣、矿渣、铬渣一类冶金渣的易磨性主要由冶炼方式、金属含量、水淬效果等决定, 粉煤灰的干排与湿排之分, 也是构成易磨性差距的原因之一。德国一家公司分别粉磨液态排放 (湿排) 和干法排放的两种粉煤灰, 其粉磨电耗达到100kWh/t时的产品比表面积以干排大于湿排, 但都未超过320m2/kg。合肥院试验的Wi值最高也达到35kWh/t, 相当于开流球磨机粉磨电耗62kWh/t。这种难磨程度应该属脱硫之前的粉煤灰, 现在出于环保考虑, 大多采用石灰石增钙脱硫的干排粉煤灰Wi通常只有15～17 kWh/t。可见这些工业废渣的易磨性受生产工艺的制约很大。但一般情况下, 取自同一个厂排放的废渣, 其生产和排渣工艺不会频繁改变, 所以易磨性也相对稳定, 而且可以根据渣体颜色、粗细、杂质进行大致判断, 曾对浙江某厂矿渣分别在2004年和2007年两次取样实测, 易磨性Wi几乎完全相同。但如果原料来源由A厂变为B厂, 则可能因其易磨性改变而影响粉磨效率。
针对工业废渣的难磨特性, 通常采用分别粉磨、小段磨、立磨、挤压粉磨等成熟有效的方法。矿渣试验表明, 辊压机将其预粉磨到比表面积180m2/kg, 再入球磨机粉磨至比面积450m2/kg的电耗要比粉磨原始粒度降低45%, 见图1。以前认为矿渣的粒度本身很小, 故而对行之有效的挤压系统在很长时间不为矿渣粉磨所认识, 现在已改变了这种认识, 采用立磨和挤压系统生产矿渣、钢渣微粉的企业日趋增多。合肥院设计的年产30万吨钢渣微粉挤压联合粉磨系统, 在Wi为36.06 kWh/t的高难磨状态下, 生产比表面积450m2/kg的粉磨电耗仅40kWh/t。在分别粉磨工艺中常用的小段高细磨, 其增产节能的原因也在于对设备的合理改进。表5试验得出相同磨机下小段研磨体对原料易磨性Wi的改善作用。
由表5可见, 在试验入磨粒度等同于生产入磨粒度且适合高细磨粉磨的前提下, 表5列几种废渣的小段粉磨电耗均比标准配球降低6.69%～16.18%, 约相当于高细磨实际生产节电20%～35%的一半。按此分析, 生产中高细磨的增产节能效果, 50%源于小段研磨体的贡献, 另外50%则归功于高细磨独创的磨内筛分、活化篦 (衬) 板以及强制通风等一系列功能结构的改善。
注:标准配球按GB/T26567规定, Φ16.9～37.5mm;小段直接取自某厂矿渣磨, Φ6～18mm。
3 结束语
综上所述表明, 原料易磨性的影响因素涉及到水泥生产的全过程, 有些很难人为改变, 只能有条件的选择应用, 如生料配料中改高硅砂岩为粉砂岩或降低其配料比, 用电石渣取代部分石灰石;水泥磨系统加强熟料的冷却和贮存控制, 合理调配钢渣、矿渣的掺入量以及严格磁选除铁等。但对大多数厂而言, 通过工艺设备调整和完善生产过程控制使之适应于原料的粉磨特性, 才是实现粉磨节能的根本途径。本文的试验, 或可为生产提供一种分析思路和方法。
参考文献
[1]杨静, 祝尊峰, 任善国, 单锋, 王建伟.岩相观察分析熟料的易磨性.中国水泥, 2011.1: (54) .
[2]罗帆.水泥原料易磨性的影响及其改善.水泥, 1998.10: (10) .
[3]陈高升, 郑智如, 葛晓.辊压机生料终粉磨应用实例浅析.中国水泥, 2012.7: (66)
收尘风机的特性曲线及节能运行分析 第2篇
关键词：收尘风机,节能,特性曲线,变频调速
引言
在水泥生产过程中,很多企业采用管道阀门开度来调节风机的风量,这种方法虽然简单易行,但容易产生过剩气体的排放,既不利于稳定工艺,也不利于风机电能的有效利用,同时还影响生产环境。本文通过对不同调节方法的特性曲线分析,认为采用转速调节具有更好的节能效果。
1 风机的相似理论分析
风机的流量、风压、轴功率等3个基本参数与转速的相关性极其复杂。同一台风机的负载运行随工况的不同而变化。当输送的流体密度ρ(kg/m3)、风机转速n(r/min)改变时,风量Q(m3/h)、风压H(Pa)、轴功率P(kW)之间遵循一定的规律变化,用风机相似理论描述其变化规律为:
Q/Q0=n/n0 (1)
H/H0=(n/n0)2(ρ/ρ0) (2)
P/P0=(n/n0)3(ρ/ρ0) (3)
即:风量Q与风机转速n的一次方成正比,Q∝n;风压H与风机转速n的二次方成正比,H∝n2;轴功率P与风机转速n的三次方成正比,P∝n3。
风机特性曲线(H-Q曲线)和管网阻力特性曲线(R曲线)如图1所示。风机的H-Q特性曲线通过对通风设备试验测出,管网阻力特性曲线R与收尘管网布置相关。
R=kQ2 (4)
undefined (5)
式中:λ———管道摩擦阻力系数;
ξ———局部阻力系数;
γ———气体重度;
A———管道截面积。
由(4)式和图1可知,收尘风量Q一定时,系统管网阻力不变,风机提供的压力与管网阻力两条曲线相交于M点达到平衡。据此作为调节控制风机风量的依据,通过选择合理的方法,达到节能运行的目的。
2 风量调节的方法
2.1 风机管道阀门的调节
这种方法是通过调节管道阀门的开启程度来调节风量,其特性曲线见图2。当管道阀门开度一定时,风机输出流量为Q1,管网阻力特性曲线R1与风机特性曲线(H-Q)相交于M1点。风机提供的压力与管网阻力相等为H1;当管道阀门关小,风机输出流量为Q2(Q2
当然,风机的风量风压也可以通过调整叶片角度来调节,但其技术难度较大,一般很少使用。
2.2 风机转速的调节
系统的管网阻力特性曲线R不变,改变风机的转速,使风机特性曲线(H-Q)平行下移,工况点将沿着曲线R下移,达到调节风量、风压的目的。如图3所示。设风机转速为n1时,风机的特性曲线(H-Q)与管网阻力特性曲线R相交于M1点,此时风量、风压分别为Q1、H1;风机转速为n2时(n2
在实际运行中,风机转速可以通过更换风机皮带轮的方法来调节,但调节范围小且不能连续。若要求的调节范围过大,还涉及到更换电动机等一系列问题。此外,用皮带轮调节转速由低速变高速时,还必须严格核算风机叶轮的机械强度,转速也不能超过风机的额定最高转速。
相比之下,采用变频调速技术来调节风机转速,比管道阀门控制或调整叶片角度以及更换皮带轮等方法都简单易行得多。由于变频调速技术采用交-直-交电源变换技术的原理来实现电动机的无级调速,调速范围可以在额定转速范围内任意调节,使风机特性曲线与管网阻力曲线的交点M可以在图3的坐标原点O～M1之间平滑移动,其调速范围宽,对电网冲击小,操作控制更加方便,节能效果更好,是风机节能运行的理想模式。
按风机相似理论关系式中n与Q、H、P的比例关系,变频器输出数以50 Hz为基准,按每递减5 %的输出频率数f计算的风机参数与节电效率见表1。
从表1的对应关系可以看出,理论上变频器输出频率数f值越小,节能效率越高,但同时要受到风量Q、风压H的制约。生产运行中,由于收尘系统受气体压力、温度、含尘浓度等环境条件以及设备制造精度等因素的影响,在满足系统的风量、风压的工况条件下,其实际节电效果一般低于表1的水平。
3 设备的选型与应用
通过上述分析,本文对变频调速和管道阀门控制两种方法进行了实际节电效果的对比。以GX厂Φ 3.0 m×11 m水泥磨机系统改造为例,其采用多点收尘,系统工艺参数见表2。
根据计算,选用风机规格型号为9-35-11/№12D,铭牌风量Q=29 420 m3/h,风压H=3 618 Pa,配用功率55 kW。改造前系统为管道阀门控制,风机电机电流为85～90 A,平均输入功率:undefined;采用55 kW/380 V变频器改造为调速控制后,频率数为38 Hz时的电流为68 A,平均输入功率:undefined,系统风量、风压均同时满足运行要求。可见在确保生产正常、运行稳定的前提下,采用变频调速控制省电11.83 kW,节电效率为22.3 %。按平均电价为0.60元/(kW·h)、年运转率为85 %测算,年节电效益可达5.3万元。该变频器价格约3.09万元,静态投资回收期为7个月。
需要注意的是,对原有的风机进行变频调速技术改造时,改造后风机的最佳工作状态应保证风量、风压同时满足系统要求,如果风量过小或过大,即使系统阻力达到要求,仍可能对生产乃至产品质量产生不良影响。必要时应重新进行风机选型。
4 结语
论玻璃幕墙的物理特性及节能措施 第3篇
玻璃幕墙是一种建筑物外围护结构,是悬挂于主体结构上而相对主体可活动的完整的结构体系,它具有自身平面内的变形能力和相对于主体结构有相当的位移能力。
其中玻璃幕墙按立面装饰形式分类,可以分成明框玻璃幕墙、隐框玻璃幕墙、半隐框玻璃幕墙、全玻璃幕墙。明框玻璃幕墙是最传统的形式,隐框玻璃幕墙板块与金属框之间完全靠结构胶黏结,结构胶要承受板块的自重、风荷载和地震作用力及温度变化的影响。半隐框幕墙分为立柱外露、横梁隐藏的竖显横隐幕墙;横梁外露、立柱隐藏的竖隐横显幕墙。全玻璃幕墙不采用金属框架,而采用玻璃肋或点式钢爪作为支承体系的一种全透明、全视野的玻璃幕墙。它包括玻璃肋粘接全玻璃幕墙、点式连接全玻璃幕墙和拉索式全玻璃幕墙等。
玻璃幕墙物理性能包括1)抗风压性能;2)水密性能;3)气密性能;4)热工性能;5)空气声隔声性能;6)平面内变形性能和抗震要求;7)耐撞击性能。其中幕墙抗风压变形性能、水密性能、气密性能的试验称为幕墙三性试验,按照《建筑幕墙》(GB/T21086-2007)的要求,在交收检验时,必须进行幕墙三性试验,把幕墙工程设计中可能存在的问题在试验阶段就暴露出来,试验必须在由国家认可的检测机构进行。
2 玻璃
谈到玻璃幕墙自然要提到玻璃,玻璃是最古老的建筑材料之一,对它的使用可以追溯到公元前5000年,现在玻璃幕墙上大量使用的钢化安全玻璃,是将玻璃加热到至少640℃,然后立即在冷空气中焠灭。这样可以使玻璃表面比中心部分冷却和固化得快,当外部冷却和固化时,玻璃中心部分仍处于热熔化状态。接着等到中心部分冷却和固化时,在其表面便产生预压应力使其达到极限抗弯强度(大约90N/mm2~120N/mm2),并且热稳定性也得到提高。但在热处理后,钢化玻璃不能用于机械工作。破碎时钢化玻璃碎成小而钝的碎片,这种碎片在很大程度上减少了伤人的危险性。
但钢化玻璃有时会发生自爆现象,国内的自爆率各生产厂家并不一致,从3%~0.3%不等,解决这一问题的方法是进行热浸处理。就是将钢化玻璃加热到290℃±10℃,并保温一定时间,促使硫化镍在钢化玻璃中快速完成晶相转变,让原本使用后才可能自爆的钢化玻璃人为地提前破碎在工厂的热浸炉中,从而减少安装后使用中的钢化玻璃自爆。热浸处理不能保证绝对不发生自爆,但确实降低了自爆的发生,实实在在地解决了困扰工程各方的自爆问题。所以热浸是世界上一致认可的彻底解决自爆问题的最有效方法。
在玻璃生产过程中进行表面镀膜,这种涂层既可以在生产过程中直接作为“在线镀膜”使用,也可以用作“离线涂膜”使用,这些涂层包括可以减少辐射传播且带有金属氧化物的涂层。如LOW-E玻璃镀膜。
3 LOW-E玻璃
Low-E玻璃又称低辐射玻璃,目前已大量运用于玻璃幕墙体系中,就是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性,使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比,具有:1)优异的热性能和节能作用。外门窗玻璃的热损失是建筑物能耗的主要部分,占建筑物能耗的50%以上。有关研究资料表明,玻璃内表面的传热以辐射为主,占58%,这意味着要从改变玻璃的性能来减少热能的损失,最有效的方法是抑制其内表面的辐射。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84,当镀上一层以银为基础的低辐射薄膜后,其辐射率可降至0.1以下。因此,用Low-E玻璃制造建筑物门窗,可大大降低因辐射而造成的室内热能向室外的传递,达到理想的节能效果。室内热量损失的降低所带来的另一个显著效益是环保。寒冷季节,因建筑物采暖所造成的CO2、SO2等有害气体的排放是重要的污染源。如果使用Low-E玻璃,由于热损失的降低,可大幅减少因采暖所消耗的燃料,从而减少有害气体的排放。2)良好的光学性能。Low-E玻璃对太阳光中可见光有高的透射比,可达80%以上,而反射比则很低,这使其与传统的镀膜玻璃相比,光学性能大为改观。从室外观看,外观更透明、清晰,既保证了建筑物良好的采光,又避免了以往大面积玻璃幕墙、中空玻璃门窗光反射所造成的光污染现象,营造出更为柔和、舒适的光环境。Low-E玻璃的上述特性使得其在玻璃幕墙工程中获得了日益广泛的应用。
4 光电幕墙
随着玻璃幕墙技术的发展,光电幕墙也随之出现,所谓光电幕墙,即用特殊的树脂将太阳电池粘贴在玻璃上,镶嵌于两片玻璃之间,通过电池可将光能转化成电能。除发电这项主要功能外,光电幕墙还具有明显的隔热、隔音、安全、装饰等功能,特别是太阳能电池发电不会排放二氧化碳或产生对温室效应有害的气体,也无噪音,是一种净能源,与环境有很好的相容性。但因价格比较昂贵,光电幕墙现多用于标志性建筑的屋顶和外墙。随着节能和环保的需要,我国正在逐渐接受这种光电幕墙。
5 呼吸式玻璃幕墙
传统玻璃幕墙技术大量运用会带来严重的光污染、大量能源消耗、室内卫生质量下降等问题。为解决这些问题,一种新型的幕墙玻璃-呼吸式玻璃幕墙技术先后引入国内,如上海的越洋广场项目上得到了运用,该项目采用了呼吸式幕墙系统和光感应智能遮阳百页装置。
呼吸式玻璃幕墙核心技术是一种有别于传统幕墙的特殊幕墙。它主要由一个单层玻璃幕墙和一个双层玻璃幕墙组成。在两道幕墙中间设有一个缓冲通道,在缓冲区的上下两端有进风和排风设施。呼吸式幕墙的工作原理在于冬天内外两层幕墙中间的热通道由于阳光的照射温度升高,像一个温室,这样等于提高了内侧幕墙的外表面温度,减少了建筑采暖的运行费用。夏天内外两层幕墙中间的热通道内温度很高,这样打开热通道上下两端的进排风口,在热通道内由于热烟囱效应产生气流,在通道内运动的气流带走通道内的热量,这样可以降低内侧幕墙的外表面温度,减少空调负荷,节省能源。通过将外侧的幕墙设计成封闭式,内侧幕墙设计成开启式,使通道内上下两端进排风口的调节在通道内形成负压,利用室内压差和开启扇可以在建筑物内形成气流,进行通风。呼吸式幕墙是一个需要各专业协调合作的多功能系统,它与传统玻璃幕墙有很大的差别,不仅有玻璃支撑结构,还包括建筑内环境控制和建筑服务系统,通过呼吸式幕墙系统可以控制通风,添加光感应。遮阳百叶装置还可以控制室内光线。由于呼吸式玻璃为内外3层玻璃,外侧为全封闭式,可大大减少噪音对建筑内部的干扰。
6 遮阳系统
玻璃幕墙达到节能隔热的另一个措施是采用遮阳系统,可分为外部遮阳、固定遮阳、可移动遮阳、以及在两道幕墙间设置电动百叶的做法,有效的外部遮阳可以防止过多的太阳能照射到玻璃上,并进入房间。这种遮阳可以机械的调整,而将百叶置于两道幕墙中间,玻璃吸收的热量部分向外反射,部分向内辐射,折叠或卷动的百叶窗置于隔热玻璃空腔内,可对其单独控制。使用时,它可以给透明区域遮阳。
7 保温隔热材料
保温隔热材料在节能方面扮演着重要角色,同时还强化了防火功能。幕墙工程宜采用岩棉、矿棉、玻璃棉等充当保温隔热材料,其优点是保温隔热性能好,导热系数只有0.044W/(m·K),最高使用温度达到650℃。
玻璃与玻璃、型材槽壁间缝处采用密度不大于0.037g/cm3的聚乙烯泡沫棒作填充材料,此材料质量轻、保温性能好。玻璃幕墙开启窗的周边缝隙、明框幕墙玻璃与型材间隙宜采用三元乙丙橡胶、氯丁橡胶或硅橡胶密封,其中硅橡胶(耐候性好、永久变形小)质量最佳。这一点在幕墙工程中容易被人们忽视,认为橡胶条作用不大。其实不然,如果橡胶条老化,则会产生漏水、透气等严重问题,影响幕墙保温隔热效果。玻璃幕墙与周边构件、实体墙面洞口边缘、楼板或隔墙外沿间的缝隙处要设置保温材料,进行有效封堵设计,确保玻璃幕墙保温性能。
8 结语
近年来随着我国大规模的经济建设,各类建筑风采各异,为城市增添了美景。玻璃幕墙是公共建筑中一种应用较为广泛的结构形式,特别是应用于城市地标性的建筑物,如高层楼宇、公共建筑中,形式有平面型、弧面型、蛋壳性,立面造型各异。同时国家于2005年实施的《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)要求与未采取节能措施相比,全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应较少50%,玻璃幕墙的节能措施和节能技术也越来越得到重视。
参考文献
[1]JGJ113-2009建筑玻璃应用技术规程[S].
[2]JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范[S].
[3]GB50176-93民用建筑热工设计规范[S].
节能特性 第4篇
精馏是化工过程中最常用的分离方法, 其能耗占整个化工装置总能耗的60%左右, 所以降低化工装置的能耗关键是要做好精馏过程的节能。常规精馏由于热力学效率低, 能量浪费大, 人们提出了许多节能措施[1]。在石油化工行业中, 一个最明显的节能优化方案是热泵精馏, 其节能效果与经济效益非常显著。在国外, 热泵精馏技术已大量成功地应用于化工装置和不同物系的分离[2,3]。瑞士的Sulzer公司于20世纪80年代末期将热泵技术用于乙苯-苯乙烯等精馏过程, 节能效率为70%[4]。朱平等分析了常用热泵精馏流程的特点及其应用条件[5];魏奇业等采用动态模拟技术对热泵精馏控制系统的动态特性进行了分析, 使控制方案具有较强的抗扰动能力[6]。然而, 我国这方面的研究开发工作还很落后, 工业应用实践则更少。作为能耗大国, 积极开展热泵精馏节能研究和开发工作意义重大。 (1)
2 热泵精馏流程节能原理
普通精馏, 一股进料, 塔底通过再沸器由热能量体 (一般为加热蒸汽) 供给热量, 使塔釜物料气化在塔内上升, 与下降的液体物料在塔板上传质传热, 通过轻重组分不断的气化和冷凝达到轻重组分分离, 上升的气体最后到达塔顶, 在塔顶冷凝器中, 通过冷能量体 (一般为冷却水) 把塔顶气冷凝, 一部份回流返回塔底, 一部分作为塔顶产品采出。精馏过程中, 塔顶蒸气被冷凝器带走大量热量, 接近塔底再沸器热能量体供给的热量, 如果能把普通精馏塔顶蒸气的冷凝热合理利用, 就可以大大降低能耗, 达到节能增效的目的。热泵精馏利用工作介质吸收精馏塔顶蒸汽的相变热, 通过热泵对工作介质进行压缩, 升压升温, 使其能质得到提高, 作为再沸器的热源, 既节省了精馏塔再沸器的加热热源, 又降低了塔顶冷凝器的冷凝换热负荷, 达到节能的目的。塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏流程节能基本原理如图1所示。
塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏流程是直接以塔釜液体出料为工作介质, 经节流闪蒸降压、降温后作为冷剂, 送至塔顶冷凝/再沸器换热, 吸收热量蒸发为气体, 再经压缩机加压升温返回塔釜作为热源, 塔顶蒸气则在换热过程中放出热量凝成液体。
塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏流程的适用范围:本流程对于塔顶产品不适合直接压缩而塔釜产品气化后再压缩可行的物系特别适用;可用于常压或加压下、塔底和塔顶温差小于20℃、塔釜液干净无毒的精馏过程。采用该流程是否经济合算, 要使用优化设计程序计算后作出评价。
3 常规精馏与热泵精馏的优化与模拟
选择丙烯-丙烷, 苯-甲苯物系研究其对节能效果的影响, 模拟软件为PROII, 模拟条件: (1) 液相为非理想物系; (2) 汽相为理想气体; (3) 用NRTL方程计算汽-液相平衡数据; (4) 忽略热损失。进料流量为100kmol/h, 原料的组成为xf1=0.7, xf2=0.3 (mol分率) , 1———轻组分, 2———重组分。分离后所得塔顶产品的浓度≥95%;塔釜产品的浓度≥95%。
针对所选的两种物系, 分别对常规精馏和热泵精馏两种流程进行最优设计, 在最优的操作条件下比较其节能效益, 研究沸点差不同的进料物系对热泵精馏节能效果的影响。
3.1 丙烯-丙烷物系
3.1.1 理论板数的确定
以年总费用 (即操作费用+设备折旧费) 最小为目标函数, 确定理论板数。
Fobj=Cope+γCequ min→
式中:Fobj———目标函数;Cope———操作费用, 即冷却水和加热蒸汽费用之和;γ———设备折旧系数, 一般情况下取γ=0.1;Cequ———设备费用。
经模拟计算, 得到年总操作费用-塔板数曲线图, 如图2所示。从图中可以看出随着塔板数增加, 回流比减小, 年总费用减小, 当塔板数为100时, 年总费用最小, 塔板数再增加, 设备费用增加大于操作费用的减少, 使年总费用开始增加, 所以最小理论板数确定为100。
3.1.2 进料位置的优化
优化进料位置, 目标函数是回流比最小。其优化原理是在一定塔板数下, 即塔的设备费用不变的情况下, 通过调节进料位置, 使其回流比最小, 在回流比最小的情况下, 塔的操作费用达到最小, 亦即塔的总费用最小。图3为丙烯-丙烷物系进料位置与回流比的关系, 可以看出, 进料板位置为56块板时, 回流比达到最小, 因此在设计中进料板取56块板。
3.1.3 常规精馏塔与热泵精馏塔模拟计算结果
在进料条件、分离要求、理论板数和进料位置相同的情况下, 分别对常规精馏塔和热泵精馏塔进行模拟计算, 将模拟计算结果和各项操作费用列于表1。
注:蒸汽按120元/吨, 工业用电0.53元/度, 工业用水按0.5元/吨, 年生产时间按7 200h计。
节能效率:
通常, 每消耗单位数量的功所能提供的热量, 可以用热泵性能系数COP来表示, 即
式中:T1———塔顶温度, ℃;T2———塔釜温度, ℃;η———压缩机效率。
由表1中数据可以看出, 对于丙烯-丙烷物系, 与常规精馏相比, 塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏每年可节省能耗费用407.4万元, 节省操作费用460.62万元, 节能效率83%, 热泵的COP为32.40。
3.2 苯-甲苯物系
为了对比不同物系对热泵精馏节能率的影响, 选用苯-甲苯物系进行对比研究。计算过程和应用的公式与丙烯-丙烷物系相同。经模拟优化计算, 理论板数确定为35, 由图4可知, 最优进料板位置为16。苯-甲苯物系模拟计算结果和各项费用列于表2。
与常规精馏相比, 热泵精馏的节能效益为44.5%, 每年可节省能耗费用90.56万元, 节省操作费用100.87万元, 热泵的COP为11.24。
4 两种物系节能效果的对比
丙烯-丙烷、苯-甲苯物系的年节省能耗和操作费用、热泵的性能系数及节能率如表3所示。
丙烯和丙烷的沸点非常接近, 沸点差为5℃, 采用常规精馏流程对丙烯和丙烷进行分离, 所需塔板数多, 回流比大, 能耗高, 因此在不能提供低温热能的情况下, 采用釜液闪蒸再沸式热泵精馏节能效率相当显著。苯-甲苯物系的沸点差为30℃, 采用热泵精馏虽不能象丙烯-丙烷物系那样显著, 但节能效率为44.5%, 节能效益也是非常可观的。
5 结论
(1) 针对所选的两种物系优化模拟可知, 热泵精馏的能耗远低于常规精馏。
(2) 回流比对精馏塔的能耗影响较大, 实际设计和操作中, 应在允许条件下, 尽量降低常规塔的回流比, 以降低全系统的能耗。在模拟过程中, 相同的塔板数和进料位置, 热泵精馏的回流比往往略大于常规精馏的回流比。
(3) 通过稳态模拟对塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏系统和常规精馏流程的对比研究表明, 相比苯-甲苯物系, 沸点接近的丙烷-丙烯物系更适用于塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏, 节能率达到80%以上。由此可知, 塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏适合于进料中各组分沸点比较接近的物系, 进料物系沸点差越小, 节能效果越显著。
摘要：针对丙烯-丙烷、苯-甲苯物系, 对塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏的系统特性进行分析, 采用稳态模拟技术对两种物系常规精馏流程和热泵流程进行研究, 确定最优理论板数和最佳进料板位置, 在最优条件下研究不同进料物系对热泵精馏节能效果的影响。将热泵精馏流程的计算结果与常规精馏塔进行比较, 结果表明, 与常规精馏相比, 热泵精馏节能优势明显, 沸点相近的丙烯-丙烷物系更适用于塔釜液闪蒸再沸式热泵精馏, 节能率在80%以上, 经济效益非常可观。
关键词：热泵精馏,精馏,模拟,节能
参考文献
[1]张鹏, 王琨, 高维平, 等.逆流双效精馏节能率的模拟研究[J].化工自动化及仪表, 2007, 34 (3) :67-70.
[2]邓仁杰, 陈清林, 高学农.醋酸丁酯热泵精馏新工艺[J].化学工程, 2006, 34 (6) :64-67.
[3]董碧军, 王煤, 罗橙.热泵精馏在气体分馏装置丙烯塔中的应用分析[J].化学工业与技术, 2008, 29 (2) :58-60.
[4]BROCHURE S.Distillation and Heat Pump Technology[J].Chem-ical Technology and Biotechnology, 2003, 22 (47) :91-100.
[5]朱平, 梁燕波, 秦正龙.热泵精馏的节能工艺流程分析[J].节能技术, 2000, 18 (2) :7-8.
节能特性 第5篇
1 非晶合金变压器结构对节能特性的影响
非晶合金变压器结构对于节能特性的影响是非常深刻的, 这主要体现在四框五柱式结构和三框三柱式结构等环节。以下从几个方面出发, 对非晶合金变压器结构对节能特性的影响进行了分析。
(1) 四框五柱式结构
四框五柱式结构对于设备和刀具的要求通常较高, 所以这意味着这一结构的非晶合金变压器的铁心往往会用同一宽度的非晶合金带材制成, 这最终导致了其铁心为截面呈现出长方形。除此之外, 四框五柱式结构的下铁轭部分通常有接缝的卷铁心结构, 并且这一结构的接缝处, 通常也是套装绕组的开合口之处。另外, 四框五柱式结构的非晶合金变压器在进行制造时, 需要先根据铁心自身的需要的长度来剪断非晶合金带材, 然后在此基础上使用工模器具来将其加工形, 即其结构是由四个框合并成五柱式结构。
(2) 三框三柱式结构
在非晶合金变压器的制造过程中, 也有部分制造单位会采用两个框和包围在其外的一个框来将其组成三框三柱式结构。在这一结构的非晶合金带在其自身的成材过程中往往会急速冷却并且进行冲剪。除此之外, 三框三柱式结构为了能够获得良好的空载损耗特性, 其非晶合金铁心在成型之后必须要采用氮气来进行相应的保护工作。除此之外, 三框三柱式结构还需要在适当的温度和一定的磁场条件下来进行相应的退火处理, 从而能够使其在出炉冷却后能够更好地成为一个整体。
2 非晶合金变压器生产工艺对节能特性的影响
非晶合金变压器生产工艺对节能特性的影响有很多, 其主要内容包括了材料因素、设计因素、绕组因素等内容。以下从几个方面出发, 对非晶合金变压器生产工艺对节能特性的影响进行了分析。
(1) 材料因素
材料因素是非晶合金变压器生产工艺对节能特性影响的基础与前提。众所周知非晶合金变压器的器身非晶合金铁心材料通常对于机械产生的应力非常敏感, 这使得无论是张引力又或者是弯曲应力通常都会影响到其磁性能, 并且铁心的损耗会随着压力的增大而持续增加。除此之外, 材料因素还会影响到非晶合金变压器较难采用以铁心作为主承重结构件的相应设计方案。另外, 材料因素还体现在了非晶合金变压器的器身在装配时往往会将绕组支撑在单独的绕组支撑系统上并且压紧固定, 这样则铁心只承受自身的质量, 再不会有其他的压紧力。这同时会让器身整个装配过程中能够拥有更好的强度。
(2) 设计因素
设计因素对于非晶合金变压器生产工艺对节能特性影响的重要性是不言而喻的。通常来说在铁心框与绕组装配时, 往往会需要打开一系列接缝, 并且套装绕组后还需要再搭接接缝。除此之外, 由于非晶合金变压器在退火后自身的脆性较大并且往往容易产生碎屑, 因此工作人员在进行设计与制造时应当对这一问题进行持续的关注。另外, 在进行整装配的过程中工作人员应当注重采取必要的工艺和工装措施来有效避免其危害, 特别应当注重不要有器身的返工现象, 从而能够保证其受热后基本不收缩, 并且更好地实现对高低压绕组有效压紧。
(3) 绕组因素
绕组因素是非晶合金变压器生产工艺对节能特性影响的核心内容之一。通常来说绕组一般大多会采用层式或螺旋式结构, 因此这导致了其在容量较大时较为低的压绕组往往可以采用箔式绕组。除此之外, 绕组因素还体现在了由于非晶合金变压器的径向机械强度高并且冲击电压分布好同时油道散热效率高, 导致了其铁心截面呈长方形, 并且相应地绕组也为带圆角的矩形, 最终使得其需要采取特殊工装控制矩形绕组来促进自身强度的有效提升。
3 结束语
随着我国国民经济整体水平的不断进步和电力系统发展速度的持续加快, 非晶合金变压器结构和生产工艺对节能特性的影响受到了较多的关注。工作人员在工作中应当对非晶合金变压器结构和生产工艺有着清晰的了解, 从而能够在此基础上促进我国电力系统整体水平的有效提升。
摘要：随着我国经济水平的不断提升和电力系统发展水平的持续进步, 非晶合金变压器结构和生产工艺对节能特性的影响受到了越来越广泛的关注。本文从阐述非晶合金变压器结构对节能特性的影响入手, 对非晶合金变压器生产工艺对节能特性的影响进行了分析。
关键词：非晶合金变压器,结构,生产工艺,节能特性
参考文献
[1]常立.非晶合金配电变压器结构特点分析与探讨[J].现代制造技术与装备.2012, 07 (15) :19-21.
[2]刘盾.非晶合金变压器的运行成效分析[J].农村电工.2012, 05 (06) :28-30.
[3]邢仁周.三相非晶合金铁心变压器设计[J].电气制造.2012, 05 (25) :25-28.
[4]钟星鸣.非晶合金变压器铁芯振动的实验研究[J].科学技术与工程.2009, 09 (01) :55-58.
节能特性 第6篇
电力行业是耗能和排污的大户,作为节能减排的重点行业之一,其任务相当艰巨[1,2,3]。目前一种应用于锅炉的新型节能材料,越来越多应用在锅炉水冷壁节能改造上,经过实际应用表明,节能效果明显,渐渐地得到了大家广泛的认可。这种材料在水冷壁上使用,不改变锅炉任何结构,能够有效提高锅炉燃烧效率,降低烟气的出口温度,同时具有抗结焦、防腐、抗氧化功能,使用范围广等优点,被国内外普遍认为是21世纪的一种重要的节能产品[4]。
罗定电厂锅炉形式:DG420/13.7-II2型(配置135MW汽轮机),锅炉为一次中间再热∏型布置,超高压自然循环汽包炉,单炉膛,固态排渣,露天布置,管式空气预热器,钢筋混凝土构架;采用钢球磨中间储仓热风送粉系统,选用两台DTM320/580型钢球磨煤机。设计煤粉细度为R90=9%。煤粉燃烧器为百叶窗水平浓淡直流燃烧器,四角布置,切向燃烧。假想切圆直径为630 mm和509 mm。为提高稳定燃烧性能,燃烧器区域敷设一定卫燃带,其面积为240 m2。锅炉过热蒸汽温度通过二级喷水减温调节。再热蒸汽温度采用烟气挡板调节,喷水减温作为细调。
锅炉设计煤种为无烟煤,实际用煤有越南鸿基煤、西南煤等。经常低效率运行,通过以往的运行数据来看,主要原因是煤质不稳定,燃烧损失大(灰渣含碳量太高),其次是排烟温度稍高。通过2010年4月17日试验所得到的数据(见表1)可以看出机械未完全燃烧损失q4为5.75%和4.10%,q2为5.38%和5.82%,锅炉效率约为88%～89%。锅炉存在的主要问题是燃烧损失大,说明炉膛燃烧过程去要进一步优化。因此锅炉于2010年4月30日至5月8日进行了优化水冷壁辐射特性的节能改造,收到了良好效果。
1 优化水冷壁辐射特性的节能技术
1.1 技术概况
法尔迈特公司优化水冷壁辐射特性的节能技术是以锅炉实际运行参数为依据,使用特殊设计和配置的涂料对锅炉水冷壁(包括卫燃带)进行喷涂,用以改变水冷壁表面辐射特性,根据需要提高其发射率,增强其反辐射能力,或提高其吸收能力,改善锅炉的燃烧及传热状况,从而实现锅炉的节能效果[5,6]。
1.2 技术研发目标
锅炉燃烧器区的温度决定着煤粉的着火和燃烧,为了保证低挥发份的无烟煤稳定着火和迅速燃烧,一般锅炉都在燃烧器区敷设卫燃带,即把燃烧器区部分水冷壁用耐火涂料覆盖,以减少这部分水冷壁吸热,提高燃烧器区的温度[1]。但是卫燃带存在以下几个问题:(1)是炉膛吸热减少,炉膛出口温度会增加,如果要保证炉膛出口温度,就要增加水冷壁受热面积;(2)卫燃带是耐火涂料构成表面,容易引起结渣;(3)卫燃带减少了四周水冷壁的吸热,炉膛横截面上四周的温度提高较多,而中间部分温度提高的较小,大量的数值模拟结果都说明了这一点。针对以上问题,法耳迈特公司开发并应用了优化水冷壁辐射特性的节能技术,在保证炉膛出口温度合理的条件下,均匀的提高燃烧器区的温度,改善煤粉的着火和燃烧过程,达到节能降耗的目标。
1.3 技术原理
利用法耳迈特公司开发的两种特殊设计和配置的涂料,A类涂料可以提高水冷壁(或卫燃带)表面的发射率,增强其辐射能力。A类涂料应用在燃烧器区可以均匀的提高燃烧器区的温度,改善煤粉的着火和燃烧过程,使燃烧更加充分,进一步降低了飞灰和炉渣含碳量,有效地减少了机械未完全燃烧损失。B类涂料可以提高水冷壁表面的吸收率,增强其吸收辐射热的能力,使单位面积的水冷壁的吸热量增加,根据西安热工研究院有限公司的测试,B类涂料可以提高辐射吸热量7.89%[7]。B类涂料用在炉膛上部水冷壁表面,可以增加炉膛上部水冷壁的吸热量,保证炉膛出口温度在合理范围内。因此可以根据锅炉的减温水使用情况及排烟温度的高低,来使用B类涂料施工面积和厚度,增加炉膛内吸热量,保证合理的炉膛出口温度,降低减温水用量。
在炉膛内联合使用两种涂料,就可以达到均匀的提高燃烧器区的温度,改善煤粉的着火和燃烧过程,降低飞灰和炉渣含碳量,有效地减少了机械未完全燃烧损失的同时,保证炉膛出口温度在合理范围内,降低减温水用量。
2 改造效果分析
锅炉改造后于2010年5月12日开始于运行,运行效果良好,并于8月24日由西安热工研究院有限公司进行了改造后的效率检测,经过检测,锅炉效率提高了1%～2.62%。具体对比参数如表1所示。
由表1数据可知,节能改造的关键是降低q4,事实上改造的结果也是q4得到了大幅的降低,排烟温度降低较小,排烟损失稍有提高,从而实现了总体上锅炉效率的提高。从过热器的运行工况来看,减温水用量减少,操作运行更加方便,同时表明过热器的运行环境得到了改善,使其运行更加安全稳定。
3 结论
(1)A类涂料可以提高水冷壁(或卫燃带)表面的发射率,增强其反辐射能力;B类涂料可以提高水冷壁表面的吸收率,增强其吸收辐射热的能力。
(2)在炉膛内联合使用两种涂料,就可以达到均匀的提高燃烧器区的温度,改善煤粉的着火和燃烧过程,降低飞灰和炉渣含碳量,有效地减少了机械未完全燃烧损失的同时,保证炉膛出口温度在合理范围内。
(3)法尔迈特公司优化水冷壁辐射特性的节能技术适用于着火和燃烧状态不好,燃烧损失大的锅炉;以及炉膛出口温度高,过热蒸汽超温,减温水量过大的锅炉;或者再热气温过高,不好调整的情况。
摘要：广东罗定电厂135MW机组锅炉长期处于低效率运行状态,燃烧热损失较大,通过优化水冷壁辐射特性的节能改造,改善了着火燃烧条件,优化了燃烧过程,使锅炉适应了实际燃煤和调峰运行的需要,提高了锅炉热效率。优化水冷壁辐射特性的节能技术对目前电力、工业锅炉的节能减排有重要意义。
关键词：水冷壁辐射特性,锅炉热效率,燃烧损失,涂料,热辐射
参考文献
[1]杨春,王灵梅,刘丽娟.电力工业节能减排政策及现状分析[J].节能技术,2010,28(3):232-235.
[2]王志轩.电力行业节能减排问题及对策[J].华电技术,2008(5):1-5.
[3]吴萱.电力行业节能减排政策及技术浅析[J].环境保护与循环经济,2008(3):23-24.
[4]刘明锐.新型高辐射陶瓷涂料在锅炉上的节能应用[J].节能技术,2005,23(1):19-20.
[5]陈冬林,唐基林,谭丹辉,鄢晓忠.基于表面温度控制的卫燃带设计方法[J].动力工程,2007,27(6):872-876,894.
[6]陈冬林,郑楚光.卫燃带对着火和燃烧稳定性影响的分析模型[J].华北电力大学学报,2002,28(3):52-55.