論鍋爐排污率對燃氣蒸汽鍋爐節能的影響
網(wǎng)址：www.sdsbxny.com 更新時(shí)間：2017-01-10 11:03 瀏覽次數：：192次
本文分析了鍋爐排污率對蒸汽鍋爐節能的影響，提出了鍋爐運行燃料利用率的概念，并通過(guò)對影響蒸汽鍋爐排污率因素的分析提出了減少蒸汽鍋爐排污率，提高鍋爐運行燃料利用率的措施。為同類(lèi)鍋爐房的設計提供參考。
一、問(wèn)題的提出
鍋爐熱效率的高低，直接影響鍋爐的燃料消耗量。長(cháng)期以來(lái)，人們對鍋爐的熱效率較為關(guān)心，而對鍋爐排污熱損失沒(méi)有引起足夠的重視。盡管在《鍋爐房設計規范》中規定了低壓蒸汽鍋爐的排污率不宜大于10%，但該規定是側重于對燃煤鍋爐，對于燃氣鍋爐，由于其燃料價(jià)格較高(以哈爾濱地區為例，目前，折合到相同熱值，天然氣的價(jià)格約為燃煤價(jià)格的5倍左右)，若排污量較大會(huì )造成燃氣鍋爐運行費用的增高，規范中的控制值就不一定合適。
本文將通過(guò)對鍋爐排污率對蒸汽鍋爐運行燃料利用率的影響，以及影響蒸汽鍋爐排污率因素等分析，提出了減少蒸汽鍋爐排污率、提高鍋爐運行燃料利用率的措施。
二、鍋爐排污率對鍋爐運行燃料利用率的影響
1、鍋爐運行燃料利用率的提出。鍋爐熱效率的高低，直接影響鍋爐的燃料消耗量，為簡(jiǎn)化分析，本文以飽和蒸汽鍋爐作為分析對象，并假定無(wú)其它用熱。蒸汽鍋爐熱效率可以用下式表示:
從(1)式中可以看出，鍋爐的排污熱損失被計人了鍋爐機組的有效利用熱量中，盡管在鍋爐房中有時(shí)也采取一些利用排污熱損失的措施，但均屬于二次利用。為真正反映鍋爐運行時(shí)燃料的利用情況，可用下式表示:
2.2鍋爐排污率對鍋爐運行燃料利用率的影響分析。從(1)和(2)式可以得出鍋爐熱效率和鍋爐運行燃料利用率的關(guān)系，
定義n為排污系數，從式(3)中可以看出n是一個(gè)不大于1的數，它與蒸汽、鍋爐給水、以及爐水的焓值和排污率有關(guān)，而焓值是與鍋爐運行壓力有關(guān)，n值的大小決定了鍋爐運行燃料利用率的高低，n值越大，鍋爐運行燃料利用率越高。排污系數n對鍋爐運行燃料利用率的影響程度如何，就可以通過(guò)分析不同壓力下排污率對n值的影響大小來(lái)決定。在同一運行壓力下，排污系數n值隨排污率的增大而減小，在排污率相同時(shí)，運行壓力越高，排污系數n越小。由于運行壓力是受用戶(hù)用汽性質(zhì)決定的，所以應通過(guò)降低鍋爐的排污率，來(lái)提高鍋爐運行燃料利用率，節約能源消耗。
三、影響鍋爐排污率的因素分析
由于低壓鍋爐給水中含有多種溶解固形物，當給水進(jìn)人鍋內被蒸發(fā)時(shí)，除了因蒸汽帶出少量溶解固形物之外，絕大部分鍋水不斷地被蒸發(fā)，而給水又不斷地補充，鍋水中的溶解固形物的含量會(huì )越來(lái)越大。根據《低壓鍋爐水質(zhì)標準》的要求，對鍋水的溶解固形物含量和堿度均有嚴格要求，而運行中是靠排污來(lái)滿(mǎn)足要求的，假設在運行中鍋水中溶解固形物的總量不變，那么排出鍋外的溶解固形物的總量必然等于輸人鍋內溶解固形物的總量。可用下式表示:
因蒸汽中攜帶的溶解固形物很少，與鍋水、給水中的溶解固形物的含量相比可以忽略不計，這樣式(4)可簡(jiǎn)化為:
K,為用溶解固形物確定的鍋水的濃縮倍率，是鍋水中溶解固形物的含量與給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確定的鍋水濃縮倍率的關(guān)系如下:
同理可以得出，排污率和用堿度確定的鍋水濃縮倍率的關(guān)系如下：
從式(9)和(10)可以看出，Kr(或Kj)越大，鍋爐的排污率越小，Kt(或kj)越小，鍋爐的排污率就越大。所以只有給水中溶解固形物的含量和給水負硬度才是影響排污率的主要因素。
根據《低壓鍋爐水質(zhì)標準》中規定的鍋水中溶解固形物的最大含量(Sgm)和鍋水堿度最大含量(Agm)動(dòng)的規定值同時(shí)計算鍋水的最大允許濃縮倍率，并取其較小值做為鍋水的最大允許濃縮倍率，以此確定排污率的大小。鍋水的最大允許濃縮倍率可以用下式計算:
式中:Sgm、Agm分別為水質(zhì)標準中鍋水溶解固形物、鍋水堿度的最大允許含量。經(jīng)過(guò)對哈爾濱地區幾處供水水質(zhì)的計算發(fā)現，Krmax，成倍地大于Kjmax,，也就是說(shuō)，此時(shí)鍋爐給水的負硬度對鍋爐的排污率起了決定性的作用。以哈爾濱某供熱廠(chǎng)的水質(zhì)為例，若采用單鈉離子交換器軟化原水，那么用溶解固形物確定的鍋水最大允許濃縮倍率Kmax=22.1(Sgs，取4000mmo1/L)用堿度確定的鍋水最大允許濃縮倍率Kjmax=7.1(Ags,取22me/L)，據此得出鍋爐的排污率將達到16.4%。所以，必須對鍋爐給水中的溶解固形物和堿度進(jìn)行合理的控制，以降低鍋爐的排污率。
4.控制鍋爐排污率的措施分析
通過(guò)對鍋爐排污率的影響因素分析，必須根據鍋爐給水中的溶解固形物和堿度的含量，分析其影響大小，并采取合理的水處理方式，一些常用的水處理方式均可有針對性地降低水中的堿度和硬度或溶解固形物等，如不足量酸再生氫鈉串聯(lián)離子交換系統、石灰鈉離子交換系統、錢(qián)一鈉離子交換系統等。
5.結論與問(wèn)題
通過(guò)以上分析可以看出，為了節約能源、降低運行成本、提高鍋爐的運行燃料利用率.必須對鍋爐排污率進(jìn)行控制:要降低鍋爐的排污率，就必須對鍋爐的給水品質(zhì)進(jìn)行控制，在滿(mǎn)足規范要求的前提下，盡量降低鍋爐給水中溶解固形物和堿度的含量;為了降低鍋爐給水中溶解固形物和堿度的含量，就必須采取合理的水處理方式，在鍋爐房設計中.必須引起設計人員的足夠重視。
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