《能源監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)》——電力企業(yè)的節(jié)能監(jiān)測(cè)(二)
鍋爐的爐墻表面散熱損失,一般占鍋爐總輸入熱量的3%~5%。顯然該項(xiàng)熱損失不是鍋爐的主要熱損失。但與大容量的鍋爐相比,鍋爐的爐墻表面散熱損失要大得多。這說明鍋爐的爐體保溫狀況不及大容量鍋爐,這不僅造成能源的浪費(fèi),還嚴(yán)重地惡化勞動(dòng)條件。護(hù)墻保溫結(jié)構(gòu)的完整性差,密封不嚴(yán)時(shí),不僅會(huì)造成墻面局部溫度增高,使散熱量增加。同時(shí)由于漏風(fēng)也會(huì)導(dǎo)致其他熱損失增加。爐墻表面散失熱量是因爐墻溫度高于環(huán)境溫度而產(chǎn)生輻射、對(duì)流傳熱所造成的。加強(qiáng)墻體絕熱,降低爐墻表面溫度,就可減少爐墻表面散失熱量。由于爐墻是鍋爐設(shè)備的一部分。一旦安裝完畢,再要改變其結(jié)構(gòu)就不容易了。因此,從這個(gè)角度講,爐墻表面溫度對(duì)運(yùn)行中的鍋爐又是一個(gè)不可控制或調(diào)整的參數(shù),對(duì)其監(jiān)測(cè)并評(píng)價(jià)主要是作為維修與改造鍋爐、實(shí)施爐體保溫措施的依據(jù)。
鍋爐效率的定義式為
鍋爐熱效率是反映其能源利用水平的綜合指標(biāo)。國(guó)家對(duì)不同類型、不同容量鍋爐的熱效率都有具體的規(guī)定范圍;而且蒸汽(熱水)生產(chǎn)的工藝過程相對(duì)比較簡(jiǎn)單,又有一套比較完整、成熟、易于掌握的測(cè)試技術(shù),因此可選定鍋爐的正平衡熱效率作為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。
綜上所述,一般鍋爐的節(jié)能監(jiān)測(cè)可以通過對(duì)一項(xiàng)綜合指標(biāo)(正平衡熱效率)和5個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)[排煙溫度Tpy、排煙空氣系數(shù)apy、爐渣(或爐灰)含碳量CLZ、排煙黑度和爐墻表面溫度]的正確測(cè)定,來考核評(píng)價(jià)鍋爐的運(yùn)行狀況和用能水平。
應(yīng)該指出:對(duì)上述所列監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,應(yīng)視燃料、燃燒裝置和監(jiān)測(cè)目的的不同,本著突出重點(diǎn)、簡(jiǎn)化方法,點(diǎn)面結(jié)合。以求實(shí)效的原則,根據(jù)具體情況決定取舍。如燃用氣體、液體燃料的鍋爐就無需監(jiān)測(cè)灰渣含碳量;又如鍋爐熱效率屬不定期監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,它只在新設(shè)備鑒定試驗(yàn)、燃燒調(diào)整試驗(yàn),改變?nèi)剂匣蛟O(shè)備改造后,要對(duì)其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),方可進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(2)檢測(cè)方法及計(jì)算結(jié)果。鍋爐屬于連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備,對(duì)其監(jiān)測(cè)要求簡(jiǎn)捷迅速,除鍋爐熱效率監(jiān)測(cè)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),需4~5h外,其他項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)時(shí)間可定為1~2h。為使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正確可靠,反映實(shí)際情況,實(shí)施鍋爐監(jiān)測(cè),應(yīng)在鍋爐熱工況穩(wěn)定,并處于正常運(yùn)行負(fù)荷時(shí)進(jìn)行。監(jiān)測(cè)結(jié)果計(jì)算宜以環(huán)境溫度為基準(zhǔn)。
1)排煙溫度的測(cè)量。排煙溫度的測(cè)量一般是采用熱電偶(配以自動(dòng)記錄儀)進(jìn)行連續(xù)或定時(shí)記錄,或使用燃燒效率監(jiān)測(cè)儀測(cè)量。其測(cè)點(diǎn)布置:無尾部受熱面的鍋爐布置在鍋爐煙氣出口約1m處煙道截面的中心點(diǎn)上;有尾部受熱面的鍋爐布置在尾部受熱面煙氣出口1m內(nèi)煙道截面的中心點(diǎn)上。取樣點(diǎn)應(yīng)避開煙道轉(zhuǎn)彎或有局部收縮的位置。排煙溫度每隔10min記錄一次,計(jì)算時(shí)取其算術(shù)平均值。
2)空氣系數(shù)的監(jiān)測(cè)。空氣系數(shù)是通過煙氣分析結(jié)果計(jì)算得到的。煙氣成分的測(cè)量一般是采用煙氣全分析儀、氣相色譜儀或燃燒效率監(jiān)測(cè)儀。測(cè)點(diǎn)位置的布置與排煙溫度監(jiān)視點(diǎn)相同。取樣管或探頭的插入,應(yīng)嚴(yán)格遵守?zé)煔馊拥囊螅獓?yán)格密封不能使冷空氣吸入,應(yīng)把取樣管或探頭插至接近煙道中心部位。對(duì)于超過4m的寬煙道應(yīng)在兩側(cè)分設(shè)測(cè)點(diǎn),取樣后應(yīng)及時(shí)分析。
另外,還可以用煙氣中的含氧量來直接量度過量空氣。因?yàn)闊煔庵械腛2含量只隨過量空氣的增加而增加,而且,當(dāng)過量空氣相同時(shí),煙氣中O2含量隨燃料種類的變化很小。因此,可選取煙氣中O2含量作為監(jiān)測(cè)對(duì)象來計(jì)算過量空氣。過量空氣正比于煙氣中O2摩爾百分?jǐn)?shù),即過量空氣百分?jǐn)?shù)=K(O2/(21-O2)),其中的K值,對(duì)天然氣為90;對(duì)液體燃料為97;對(duì)煤為97。O2的體積是以干燥基(奧式分析儀等)為準(zhǔn)的。過量空氣也可根據(jù)煙氣中O2含量的測(cè)量結(jié)果,采用圖解法求得。
在很廣的燃料范圍內(nèi),煙氣中O2含量正比于過量空氣的這種單一函數(shù)關(guān)系,使它無論是對(duì)單一燃料,還是復(fù)合燃料都極其有用。這也是煙氣氧分析儀(如氧化鋯式氧測(cè)定儀、磁式氧測(cè)定儀等)能夠在運(yùn)行和試驗(yàn)中被廣泛應(yīng)用的原因。
3)排煙黑度的籃測(cè)。排煙黑度可用林格曼黑度計(jì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
4)爐渣、飛灰含碳量的監(jiān)測(cè)。飛灰采樣用采樣器,應(yīng)基本保證“等速取樣。
5)爐墻外壁面溫度的監(jiān)測(cè)。爐墻外壁面溫度監(jiān)測(cè),可使用熱電偶表面溫度計(jì)和半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì),或用非接觸式紅外測(cè)溫儀進(jìn)行。測(cè)定爐墻外壁面溫度的測(cè)點(diǎn)布置,可按在鍋爐爐體散熱面上每間距1m均布一個(gè)測(cè)點(diǎn),凡遇爐門、檢查門時(shí),應(yīng)在離開門邊沿0.5m處設(shè)測(cè)點(diǎn)。
用紅外測(cè)溫儀掃描測(cè)試時(shí),應(yīng)事先按上述布點(diǎn)原則畫出應(yīng)掃描的區(qū)域,按劃定的區(qū)域進(jìn)行掃描測(cè)定,在測(cè)試前應(yīng)核定出爐墻表面材質(zhì)的黑度值,然后再進(jìn)行正式測(cè)量。
6)鍋爐熱效率。鍋爐熱效率的測(cè)算:包括蒸汽(或熱水)所載有效熱量和以燃料低位發(fā)熱量為主的供入熱量的測(cè)算。有效熱量的測(cè)算應(yīng)區(qū)分過熱蒸汽、飽和蒸汽和熱水而對(duì)其溫度、壓力,乃至蒸汽濕度有選擇性地進(jìn)行測(cè)試。鍋爐供人熱的測(cè)算應(yīng)根據(jù)不同燃料和鍋爐裝備情況選擇測(cè)試項(xiàng)目和參數(shù)。現(xiàn)以燃煤鍋爐為例,簡(jiǎn)述其測(cè)試和計(jì)算。
燃煤鍋爐熱效率的計(jì)算公式為
說明:(1)當(dāng)使用鍋爐系統(tǒng)以外的熱源對(duì)燃料和空氣進(jìn)行加熱時(shí),來熱量QwL。(kj/kg或kj/m3)應(yīng)測(cè)算并計(jì)入鍋爐輸入熱量中。
(2)對(duì)于燃油鍋爐。用以加熱燃油和燃油進(jìn)行霧化所消耗的自用蒸汽帶入鍋爐的熱量Qzy(kj/kg或kj/m3)應(yīng)測(cè)算并計(jì)人鍋爐輸入熱量中。
在測(cè)量鍋爐熱效率時(shí),要盡量利用現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)量檢測(cè)儀表。
耗煤量的測(cè)定一般以磅計(jì)量并累計(jì)。不符合顆粒要求的大塊煤,應(yīng)在過磅前揀出。在原煤過磅的同時(shí)進(jìn)行煤樣采集,采樣可在過磅前的車上或爐前地面上采用三點(diǎn)法或五點(diǎn)法進(jìn)行。采集的煤樣應(yīng)及時(shí)置于密封箱或塑料袋內(nèi),以避免外水分的散失。煤樣經(jīng)過破碎、過篩、摻合、縮分,然后進(jìn)行煤的工業(yè)分析。其采樣和工業(yè)分析應(yīng)分別符合GB474-2008《煤樣制備方法》、GB475-2008《商品煤樣人工采取方法》和GB/T212-2008《煤的工業(yè)分析方法》。
準(zhǔn)確地測(cè)量鍋爐的蒸發(fā)量,對(duì)于保證監(jiān)測(cè)的精度,具有特別重要的意義。蒸發(fā)量可通過測(cè)定蒸汽流量或給水流量來確定。蒸汽流量的測(cè)定可利用現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)校驗(yàn)標(biāo)定的蒸汽流量表。對(duì)于鍋爐,一般采用測(cè)定給水量的辦法來確定蒸發(fā)量,這種辦法既簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確。
在測(cè)定給水量時(shí),給水管路,特別是水泵不能有泄漏。當(dāng)避免不了泄漏時(shí),應(yīng)收集泄漏水量,從測(cè)算的給水總量中減去泄漏水量,才是實(shí)際的鍋爐給水量。若多臺(tái)鍋爐運(yùn)行時(shí),應(yīng)在給水系統(tǒng)中單獨(dú)設(shè)立監(jiān)測(cè)爐臺(tái)的計(jì)量水箱。蒸汽濕度可用“熱平衡法”、“氯根法”、“堿皮法”三種方法中的任一方法測(cè)定。為使蒸汽取樣有代表性,應(yīng)進(jìn)行蒸汽等速取樣。
用氯根法測(cè)算蒸汽濕度的公式為
根據(jù)上述各項(xiàng)測(cè)算數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)期內(nèi)經(jīng)過校驗(yàn)的鍋爐運(yùn)行監(jiān)督儀表記錄的蒸汽壓力、溫度,查出蒸汽(或熱水)的有關(guān)熱物性參數(shù),即可按前述熱效率公式計(jì)算得到監(jiān)測(cè)期的鍋爐熱效率。
(3)檢測(cè)評(píng)定技術(shù)指標(biāo)。根據(jù)節(jié)能監(jiān)測(cè)的要求,監(jiān)測(cè)應(yīng)對(duì)影響鍋爐能耗的重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,并做出定性定量的判斷評(píng)定。其考核評(píng)定可根據(jù)GB3486-1993《評(píng)價(jià)企業(yè)合理用熱技術(shù)導(dǎo)則》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行,該導(dǎo)則中暫無限定值的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,例如,煤粉爐的飛灰含碳量Cfh、沸騰爐溢流灰和冷爐灰的含碳量(Cyl和CLL)等可根據(jù)被監(jiān)測(cè)鍋爐的設(shè)計(jì)值并參考同類型鍋爐的運(yùn)行測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。鍋爐排煙黑度的考核評(píng)價(jià)指標(biāo)——林格曼黑度應(yīng)低于1度。應(yīng)該指出的是:在考核評(píng)價(jià)鍋爐排煙溫度時(shí),任何鍋爐的排煙溫度都不允許低于煙氣的露點(diǎn)。
3.風(fēng)機(jī)機(jī)組節(jié)能監(jiān)測(cè)
風(fēng)機(jī)機(jī)組由原動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)、熱機(jī)等)、聯(lián)軸節(jié)(耦合器)和風(fēng)機(jī)本體組成,風(fēng)機(jī)主要由葉輪轉(zhuǎn)子和殼體及其他一些輔助部件組成。風(fēng)機(jī)是一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備,風(fēng)機(jī)機(jī)組是把供給它的電能或其他形式的能量轉(zhuǎn)換成氣體的壓力能。風(fēng)機(jī)作為配套或輔助設(shè)備,廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)的風(fēng)機(jī)使用最近200萬臺(tái),年耗電量約占全國(guó)用電量的1/10。調(diào)查表明,由于風(fēng)機(jī)用戶選型、安裝、維護(hù)和管理不當(dāng),特別是風(fēng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)沒有廣泛推廣應(yīng)用,風(fēng)機(jī)機(jī)組不能得到充分的發(fā)揮,風(fēng)機(jī)機(jī)組的運(yùn)行效果較差,效率較低,造成能源的很大浪費(fèi)。因此很有必要對(duì)運(yùn)行風(fēng)機(jī)機(jī)組進(jìn)行節(jié)能監(jiān)測(cè)。風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)有風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、效率和轉(zhuǎn)速。
(1)檢測(cè)項(xiàng)目的選擇。
1)風(fēng)壓和風(fēng)量。風(fēng)壓和風(fēng)量是風(fēng)機(jī)選型及使用時(shí)的兩項(xiàng)重要指標(biāo)。監(jiān)測(cè)這兩項(xiàng)指標(biāo)的目的是看其運(yùn)行參數(shù)接近銘牌值的程度,進(jìn)而分析判定風(fēng)機(jī)選型是否合理,與拖動(dòng)電功機(jī)是否匹配。
2)效率。風(fēng)機(jī)機(jī)組的效率表明了供給機(jī)組的能量有多大比例轉(zhuǎn)換為有效利用能量(壓力能),它是衡量風(fēng)機(jī)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的前提。

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
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