锅炉节能与能效测试韦谞深.pdf

重了讼输部门的负担。据初步估算，煤炭经过洗选加工后使用，可比直接使用原煤综合节约 煤炭10%。 （5）能量的回收利用 种是热利用，如通过换热器、加热器等设备去预热燃料、空气、物料以及干燥物品， 加热给水，生产蒸汽，供应热水等。另外如蒸汽凝结水的回收利用。另一种是动力利用，即 把回收的能量通过动力机械转换成机械能输出，对外做功。主要是通过蒸汽、燃气、水力透 平等设备，带动水泵、风机、压缩机等直接对外做功或带动发电机转换为电力。 （6）能量的分级利用 能源在工业部门除用于发电和少量作原料外，绝大部分用于直接燃烧和生产蒸汽。合理 有效地使用蒸汽，是企业节能的重要方面。由于蒸汽具有用过以后还有继续使用的特性，用 的次数越多，能量的利用就越充分。因此，使用蒸汽的热力设备，要根据蒸汽的压力和温度 合理使用。例如：把质量较高的蒸汽，先用背压汽轮机发电，再去带动工业汽轮机作功，然 后再加热产品或物件，最后用于蒸煮、供暖、加热浴池用水等。 （7）工业锅炉大型化 我国平均单台锅炉的蒸发量不到2t/h，是锅炉效率低的主要原因之一。发达国家锅炉单 台燕发量可达20~40t/h，机械化，自动化程度高，均有水质处理及除尘装量，因此热效率 高，大气污染也大为减轻。采用集中供热或分片供热系统以取代分散的小型锅炉，不仅有利 于提高锅炉热效率，而且有利于改善环境，故大型化是工业锅炉改革和发展的方向。 （8）发电机组高参数化 我国火力发电设备容量小、参数低、热效率低。国家采取“上大压小”的政策，淘汰 中、高压以下的机组，发展600MW及以上超临界机组和1000MW超超临界发电机组，提高 机组的经济性和可靠性，兴建一定数量的热电站、热电联产企业，提高一次能源利用率。 （9）加强绝热保温 工矿企业的用热设备数量大，加强用热设备的绝热保温，减少散热损失，是节能的有效 小法。工业锅炉、炉窑、各种热罐、热交换器、热力管道、阀门等散热很多，这些热量损失 分散，又是表面散热，很难回收，主要是采用减少热损失的办法。绝热保温的措施很多，最 常用的办法是适当增厚保温材料，增加绝热层数，选用高质量的绝热材料等。 2.管理途径 （1）杜绝“跑、冒、滴、漏” 浪费往往从点滴开始，“跑、冒、滴、漏”不仅造成能量损失而且造成环境污染。 （2）加强水质管理，科学进行排污 水质管理是锅炉管理的一项重要工作，水质好，不结垢，传热好，锅炉效率高，使用寿 命长；水质不好，除了降低锅炉效率，缩短使用寿命，也直接影响锅炉排污。排污量大，增 川热损失，所以，科学排污也是锅炉节能的重要措施。 （3）合理分配能源 能源使用不合理所带来的浪费，比起能源使用合理但未充分利用所带来的浪费更为严 重，因而能源的合理利用是管理途径节能的一个重要问题。合理分配能源就是依据能源的品 中、质量及生产工艺对能源的要求，来合理安排能源的使用。 （4）合理组绍生产

（1）杜绝“跑、冒、滴、漏” 浪费往往从点滴开始，“跑、冒、滴、漏”不仅造成能量损失而且造成环境污染。 （2）加强水质管理，科学进行排污 水质管理是锅炉管理的一项重要工作，水质好，不结垢，传热好，锅炉效率高，使用寿 长；水质不好，除了降低锅炉效率，缩短使用寿命，也直接影响锅炉排污。排污量大，增 Ⅲ热损失，所以，科学排污也是锅炉节能的重要措施。 （3）合理分配能源 能源使用不合理所带来的浪费，比起能源使用合理但未充分利用所带来的浪费更为严 重，因而能源的合理利用是管理途径节能的一个重要问题。合理分配能源就是依据能源的品 中、质量及生产工艺对能源的要求，来合理安排能源的使用。 （4）合理组织生产

内生产能力及其利用程度不平衡；供能与用能环节不协调；原料供应脱节，造成设备停机或 空转等等。 （5）减少物资积压 积压的原材料、半成品、超出实际需要的机器设备、厂房等都是能源的间接浪费，而且 所占用的物资的加工程度越深，生产这些物资所消耗的能源就越多。成品所含物化能源多于 半成品，半成品所含物化能源又多于原材料。因而必须尽可能减少物资积压。 （6）合理安排运输 运输安排不当不仅直接浪费能源，而且还会影响生产与其他工作的进行，造成能源的间 安浪费。合理安排运输是一项系统工程，包括时间问题，路线问题、效率问题、装运质量 等等。 3.结构途径 （1）产业结构的调整 为科学地、明确地反映产业结构变化对能源消耗的影响，可把单位产值能耗高于工业平 均能耗的工业称为费能型工业，把低于工业平均能耗的工业称为省能型工业。如钢铁、冶金 工业为费能型工业；纺织、仪表、电子工业为省能型工业。当两者的比例发生变化时，必然 对能源消耗产生影响。因而这里存在一个优化组合问题，使产业结构在满足各方面需要的前 提下达到最佳状态。 （2）产品结构的调整 不同的产品对能源的需要量差别很大，无论重工业产品，或是轻工业产品都是如此。从 单位产值的综合耗能看，不同产品之间的能耗可能相差好几倍，甚至几十倍。如果产品结构 不合理，会导致产品的品种规格不对路，需求不平衡，造成积压浪费，这也就等于积压了生 产这些产品的能源。所以应通过产品结构的调整，使所有包含在产品中的能源都能发挥其节 能效果。 （3）企业组织结构、技术结构和地区结构的调整 在企业组织结构方面，需要加强生产的专业化和连续性，根据不同情况，采取各种有效 的联合形式，组织更多的专业化公司。特别是要把那些能耗大的小企业组织起来，围绕大企 业实行分工协作，对于重复生产的企业则应坚决调整。 在技术结构方面，主要是要大力采用省能型新技术和新工艺，改革旧技术，旧工艺。 在地区结构的调整方面，主要是指把部分费能型工业的工厂转移到能源富裕的地区或矿 产资源就近地区，以改革不合理的工业布局。这样，可将调剂下来的用于运输的能源投放到 省能型工业中电力弱电施工组织设计，同时减轻运输压力。 对于锅炉能耗，本书主要针对在用锅炉的使用环节，即对锅炉热损失、热力系统热损 生锅炉节能技术和锅炉能效测试进行讨论。

锅炉是国民经济各部门中不可缺少的一种热力设备，它与生产建设和人民生活密切相 关。所谓锅炉，它是利用各种燃料、电能或者其他能源，将盛装的液体加热到一定参数，并 承载一定压力的密闭设备。 随着我国国民经济的飞速发展，全国锅炉数量增加很快，据2008年统计，全国在用锅 怕总台数609万台。要做好这些锅炉的节能减排工作，首先应当了解锅炉的基本知识。

蒸汽锅炉用蒸发量表示，热水锅炉、有机热载体锅炉用热功率表示。 1.蒸发量 蒸汽锅炉长期连续运行时每小时所产生蒸汽的数量，称这台锅炉的蒸发量。用符号 D”表示。常用单位：吨/时（t/h）。额定蒸发量是指锅炉在额定蒸汽压力、额定蒸汽温度 和额定给水温度下，使用原设计规定的燃料并保证效率时每小时产生的蒸汽量。 2.热功率 热水锅炉或有机热载体锅炉长期连续运行，每小时输出热水或导热油的有效供热量。用 符号“N”表示。常用单位：兆瓦（MW），即1×10°W。过去用“千卡/时”（kcal/h）表 示。额定热功率指锅炉在额定回水（油）温度、额定压力和规定循环水（油）量下，使用 原设计规定的燃料并保证效率时每小时出水（油）有效带热量。 二、压力 垂直均匀作用于物体单位面积上的力叫压强。用符号“p”表示，单位是帕斯卡，简称 帕”（Pa）。在锅炉专业上，人们习惯地常把压强称为压力。锅炉参数中压力常用“兆帕 （MPa）”表示，即1×10°Pa。过去用“公斤力/厘米2”（kgf/cm）表示。 测量压力有两种标准方法，一种是以压力等于零作为测量起点，称为绝对压力，用符号 “P绝”表示；另一种是以当时当地的大气压力作为测量起点，也就是压力表测量出来的数 值，称为表压力，或称相对压力，用符号“P表”表示。锅炉上所用的压力都是表压力。锅 炉产品铭牌和设计资料上标明的压力，是这台锅炉的额定工作压力。 三、温度 标志物体冷热程度的物理量，称为温度。常用“t”表示，单位是摄氏度（℃）。温度 是物体内部所拥有能量的一种体现方式，温度越高，能量越大。锅炉铭牌上标明的温度是锅 炉出口处介质的温度，又称额定温度。对于无过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指在该锅炉 颁定工作压力下的饱和蒸汽温度；对于有过热器的蒸汽锅炉，其额定温度是指过热器出口处 的蒸汽温度；对于热水锅炉和有机热载体锅炉，其额定温度是指锅炉出口处的热水（油） 的温度。

在一定压力下，对水不断加热，水温相继上升，最后达到沸腾的沸点温度叫该压力下的 饱和温度。这种具有饱和温度的水称为饱和水。在一定压力下，达到饱和温度的水蒸气称饱 和蒸汽。饱和温度与压力有关，随着压力升高，饱和温度也相应升高，也就是说一定的压力 对应一定的饱和温度。 2.过热温度： 对饱和蒸汽继续加热，可以提高蒸汽的温度，使其超过饱和蒸汽的温度，这种蒸汽温度 称为过热温度，也称过热蒸汽温度

从放热介质中吸收热量并传递给受热介质的表面，称为受热面。如锅炉的炉胆、水冷 壁、对流管、烟管等。 2.射受热面 主要以辐射换热方式从放热介质吸收热量的受热面，一般指炉膛内能吸收辐射热的受热 面。如水冷壁管、炉胆等。 3.对流受热面 主要以对流换热方式从高温烟气中吸收热量的受热面，一般是指烟气冲刷的受热面。如 烟管、对流管束、省煤器等。 4.受压部件 承受内部或外部介质压力作用的部件。如锅筒、炉胆、下脚圈、集箱等。 5.水循环 依靠水和汽、水混合物的密度差或循环泵的压头使锅水在循环回路中循环流动的现象叫 水循环。 6.排污量 排污时的排污水流量称排污量。 7.排污率 锅炉运行时排污量占输出蒸汽的百分数称排污率。 8.湿度与干度 湿蒸汽中的含水量与总质量的比值，称为蒸汽的湿度。 湿蒸汽中蒸汽的质量与总质量的比值，称为蒸汽的干度。 9.显热与汽化热 在一定压力下，使1kg水从0℃加热到饱和温度所需要的热量，称为显热或液体热。 在一定压力下，使1kg饱和水完全汽化，变为相应温度下干饱和蒸汽所需要的热量，称 为汽化热，又称蒸汽热或潜热。 10.烩 在一定压力下，使1kg介质从0℃加热到任一状态时，所吸收的总热量称为该状态下介 贡的焰。 10

方法较多，此处简单作以介绍，通常按以下儿

（1）电站锅炉：是指以发电或热、电联产为主要目的的锅炉，一般是指额定工作压力 大于等于3.8MPa的锅炉。 （2）工业锅炉：是指以向工业生产或生活用途提供蒸汽、热水的锅炉，一般是指额定 工作压力小于等于2.5MPa的锅炉。 二、按结构分类 （1）水管锅炉：是指汽水在管内流动，烟气在管外冲刷的锅炉。 （2）锅壳锅炉：受热面主要布置在锅壳内的锅炉。包括卧式锅壳锅炉、立式锅壳 锅炉。 三、按锅炉出口蒸汽压力分类 （1）低压锅炉：是指出口蒸汽压力≤2.45MPa的锅炉。 （2）中压锅炉：是指出口蒸汽压力为2.94MPa~4.90MPa的锅炉。 （3）高压锅炉：是指出口蒸汽压力为7.84MPa~10.8MPa的锅炉。 （4）超高压锅炉：是指出口蒸汽压力为11.8MPa~14.7MPa的锅炉。 （5）亚临界压力锅炉：是指出口蒸汽压力为15.7MPa~19.6MPa的锅炉。 （6）超临界压力锅炉：是指出口蒸汽压力超过水蒸气临界压力22.1MPa的锅炉。 四、按循环方式分类 （1）自然循环锅炉：工质依靠下降管中水与上升管中汽水混合物之间的密度差进行循 环的锅炉。 （2）强制循环锅炉：指主要靠锅水循环泵的压头进行循环的锅炉。 （3）直流锅炉：给水靠给水泵压头在受热面中二次通过产生蒸汽的锅炉。 五、按燃烧方式分类 （1）层燃锅炉； （2）室燃锅炉； （3）循环流化床锅炉。

第四节锅炉组成及工作过程

一、锅炉组成 锅炉包括锅炉本体和锅炉辅助设备。 1.锅炉本体 锅炉本体主要由燃烧设备、蒸发设备、对流受热面、锅炉墙体构成的烟道和钢架构件等 租成。 燃烧设备包括燃烧室、燃烧器和点火装置。 蒸发设备主要由汽包、下降管和水冷壁等组成。

第二章锅炉基本知识汽包。在汽包内利用汽水分离设备进行汽水分离，分离出来的水又沿下降管流到水冷壁下集箱，进人水冷壁管吸热，如此循环。分离出来的蒸汽从汽包顶部的饱和蒸汽引出管引至过热器，在过热器内饱和蒸汽被加热成过热蒸汽，经主蒸汽管道送往汽轮机做功。川粉设琴、烟进行”然重新然后气直在燃加热除尘被烟灰渣壁下水汽进入13

日前，我国绝大多数锅炉是烧煤，也有少数锅炉烧油或烧气，本节重点介绍煤的燃烧。 一、燃烧的一般概念 1.燃烧的概念 所谓燃烧，是指燃料中的可燃质同空气中的氧激烈进行的放热和发光的化学反应过程 研究燃烧的目的就是要尽可能地使燃料在锅炉的炉膛内迅速而又良好地燃烧，以求将化学能 迅速而又最大限度地转化为热能。燃烧时，如果燃料的可燃质与空气中的氧能够充分化合 把热量全部释放出来，这种情况就叫完全燃烧。反之，因各种原因不能充分化合，在燃烧产 物中还会有部分可燃物质，则称为不完全燃烧。 2.燃烧的条件 燃烧必须同时具备三个条件，即：可燃物质、氧化剂、着火温度。在某些情况下，燃料 还可能发生自行燃烧的现象，这就是燃料的“自燃”。这是由于燃料在常温下缓慢氧化放热 使温度逐渐升高，最后达到着火温度而引起的燃烧现象。 3.燃料中的可燃物质 煤是由碳、氢、氧、氮、硫、灰分和水分所组成。其中碳、氢、可燃硫是可燃物质，它 们在燃烧时的化学反应各不相同，所释放出的热量也各不相同。 (1）碳（C) 碳是燃料中的主要可燃物质。它在燃烧中以固定碳和碳氢化合物的形式存在。纯碳不易 着火燃烧，因此燃料中的固定碳比例越大，越不易着火。 碳完全燃烧时，其化学反应式为： C + O2= CO2+ Qc (12kg)C + (22.4m)02 = (22. 4m)C02 +Qc 或 (1kg)C+(1.866m)02=(1.866m)C02+33700kJ Ca kg碳，因而1kg燃料中的碳完全燃烧时必需的氧气量为1.866

C + 0, = CO2 + Qc

(2）氢(H) 氢气完全燃烧时，其化学反应式为：

ZH2+02=2H20+QH (4. 032kg)H +(22.4m)02= (44. 8m)H20 +Qh （1kg)H2+(5.56m)02=(11.1m)H,0+120000k）

kg氢，因而1kg燃料中氢完全燃烧时必需的氧气量为5.56 m，放出热量为120000kJ。 （3）可燃硫（S） 硫完全燃烧时，其化学反应式为：

(32kg)S+(22.4m)02=(22.4m3)SO2 +Qs (1kg）S+（0.7m3)02=(0.7m3)S02+9220kJ

kg可燃硫，1kg燃料中的可燃硫完全燃烧时必需的氧气量

二、燃烧中所需的空气量

燃料在炉内燃烧所需的氧气都是取自空气，单位数量的燃料完全燃烧时理论上所需白 气量称为理论空气量。其单位为m3/kg。在此情况下，空气中的氧全部与燃料中的可燃 CarJmHarm kg完全燃烧时月 Y 32~100 由此可知，1kg收到基燃料完全燃烧时所需的理论氧气量为Vo,为：

在于空气中氧气的容积含量为21%，所以1kg收到基然料完全燃烧时所需的理论

2.实际空气需要量和过量空气系数、漏风系数 为使燃料在炉内尽量完全燃烧，减少燃料未完全燃烧的热量损失。实际供给燃料的 量总是比理论空气量要多些，实际供到炉内的空气量即为实际空气需要量，用V*表示。 实际空气需要量与理论空气需要量之比值称为过量空气系数，用α表示。即：

式中α一一过量空气系数； V冰一实际空气需要量； Vo理论空气需要量。 炉内过量空气系数，一般取用炉膛出口处的过量空气系数（αL用表示）。它的最佳值与燃 料种类、燃烧方式以及燃烧设备完善程度等有关，应通过试验确定。一般通过烟气成分分析测 宽RO，O.CO.N，在于烟气中所占的体积百分数。近似计算公式如下：

炉膛出口处过量空气系数减去炉膛的漏风系数即为向炉膛送风的过量空气系数。 三、迅速而良好燃烧的必要条件 燃料在炉内燃烧，应在保证稳定燃烧的基础上，提高燃料的完全程度，也就是使燃料在炉 内达到迅速而良好的燃烧。为此，必须具备下述基本条件： 1.相当高的炉内温度 锅炉炉膛温度越高，燃烧越快，焦炭燃烧越完全。 2.合适的空气量 燃烧的好坏与进入炉内的空气量有很大关系。如果按理论空气量供给空气，由于在炉膛 中不能保证每一个可燃质分子与氧分子都充分接触，因此将造成不完全燃烧损失；如果送入的 空气量大于理论空气量过多，又会使排烟量增大，造成排烟热损失增加，也可能降低炉膛温度 影响正常燃烧。因此，为保证燃料的良好燃烧，炉膛内应保证最佳的过量空气系数。 3.燃料与空气的良好混合 燃料和空气混合是否良好，对能否达到迅速而良好燃烧起着很大的作用。空气和燃料的 混合情况与燃烧方法、炉膛结构、燃烧器工作情况有很大的关系。 4.足够的燃烧时间 燃料由着火到燃烧完毕，需要有一定的时间，否则将有部分可燃物质跑出炉外，造成不完 16

炉膛出口处过量空气系数减去炉膛的漏风系数即为问炉膛送风的过量空气系数。 三、迅速而良好燃烧的必要条件 燃料在炉内燃烧，应在保证稳定燃烧的基础上，提高燃料的完全程度，也就是使燃料在炉 内达到迅速而良好的燃烧。为此，必须具备下述基本条件：

合的激然 度。由炉膛空间一定，因此在燃烧技术中，加速燃料着火，提高燃烧速度，是缩短着火和燃 鼎时间从而达到良好燃烧的重要条件。在炉膛结构上要注意燃烧方面的要求，如炉膛高度不 销偏低等。 满足以上这些基本条件，要求燃烧设备具有合理的结构，并进行合理的布置，同时要科 誉地组织整个燃烧过程。

气体不完全燃烧热损失是指排出炉外的烟气中含有可燃气体（CO、H2及CH4等）所造成 均热损失，由于H2、CH4的量在烟气中的含量极少，所以气体不完全燃烧热损失主要是由于 期气中C的所造成。影响这项损失的因素有燃料的性质、燃料的挥发分、炉膛过量空气系 激、炉障结构、炉膛温度以及炉内燃料与空气的混合情况。燃料中挥发分含量高而又与空气混 拿不良，则3增大，过量空气系数过大，又会使炉温降低，若炉温降低到800℃~900℃，则C0 十易背火燃烧，93增大。此外，炉膛容积小，高度不够，水冷壁布置过多以及燃烧器布量不合 单，都会使13增大。对于链条锅炉，常增加二次风以减少93。对于燃油锅炉93约为1%~ ，对1煤粉锅炉93一般为0.5%~1%，对沸腾锅炉约在0.5%以下。 、米完全利用热损失 1.排烟热损失2 排期热损失是指排入大气的烟气温度高于周围空气的温度所造成的损失。它等于排烟焰

热损失是指高温炉渣排出炉外所造成的热量损失。 影响灰渣物理热损失的因素有燃料的灰分含量、炉渣份额以及炉渣温度。 炉渣份额大小主要与燃烧方式有关。煤粉炉炉渣较少，沸腾炉炉渣较多，层燃炉更多。对 于煤粉炉只有燃料中灰分A≥ 418

第四章热力系统热损失

第三章叙述了锅炉本身的热损失，它衡量了锅炉设备的热量利用状况。实际上，锅炉吸收 的热量并不能完全用于生产和生活，其热损失包括排污热损失、凝结水热损失及跑、冒、滴、漏 和散热热损失。

第一节排污热损失及要求

锅炉的排污水是锅炉工作压力下的饱和水，具有一定的热量，如效率为65%的锅炉每排 出100kgl.0MPa的排污水，相当于多消耗4.1kg标准煤。所以，运行中应尽量减少排污，以减 少排湾热损失。 、锅炉排污的目的和意义 含有杂质的给水进人锅内以后，随着锅水的不断蒸发、浓缩，水中的杂质浓度逐渐增大，当 站到一定限度时，就会给锅炉带来不良影响。为了保持锅水水质的各项指标在控制的标准范 围内，就需要从锅内不断排出含盐量较高的锅水和沉积泥渣，再补入含盐量低而清洁的给水， 从上作业过程，称为锅炉排污。 1.排的目的 排污的目的主要有以下几方面： （1）排除锅水中过剩的盐量和碱类等杂质，使锅水各项水质指标始终控制在国家标准要 求的范围内。 （2）排除锅内结生的泥渣，防止泥渣在某一部位聚积及形成二次水垢。 （3）排除锅水表面的油脂和泡沫。 2.排污的意义 排湾的意义在于： （1）钢炉排污是水处理工作的重要组成部分，是保证锅水水质指标达到标准要求的重要 段 （2）实行有计划、科学地排污，保持锅水水质良好，是减缓或防止水垢结生、保证蒸汽品 质、防北锅炉金属腐蚀的重要措施。 （3）实行有计划、科学地排污，严格执行排污制度，对确保锅炉安全运行、节约能源有着极 重翼的意义。在保证蒸汽品质、防垢和腐蚀的情况下，应尽量减少锅炉排污率。根据计算， 每减少1%的排污率，一般可节省0.2%的燃料。所以，排污量的多少既要考虑水质标准的要 ，里翼考愿节能减排的要求。 心排湾要求 锅护排污质量，不仅取决于排污量的多少以及排污方式，而且还必须按照排污的要求进 ，以有这样，才能保证排出水量少，排污效果好。 排的婴求是：

锅炉的最大蒸发倍率为：K= D= ［例1］一台工作压力为0.5MPa的快装锅炉，给水的含盐量为350mg/kg，含氯量为 30mg/kg，求该锅炉的排污率（%）和最大蒸发倍率？ 解法1：

因为S,=350mg/kg。 S，可以由国家标准中查得锅水最高含盐量标准为4000mg/L（可以近似地等于 4000mg/kg)。

该锅炉的排污率为9.6%。如该锅炉每小时产汽量为2t，那么该锅炉每小时需排污2× 9.6%=0.19t水。 锅炉最大蒸发倍率为10.4。 解法2：

因为Sg=30mg/kg（以Cl含量计算） S，可以通过含盐量的标准来间接计算，由于锅炉运行中给水中的含氯量和含盐量，在 水中基本上是以相同的浓缩倍率浓缩的。即：

Cl=343mg/kg，当作S,代人，则

30 K= P=0.096 = 10.4

第四章热力系统热损失

因此，在锅炉处于运行状态时，假设在1h将锅水从超限的浓度降低到规定的标准，应多排 去的锅水即为Dz（t/h）；又因给水还在不断地进入锅炉，又不断地产出蒸汽，实际总排水量应 演最保持锅水浓度不变的排水量和降低锅水浓度的排水量两者之和，即：

""“"（锅水含盐量较规定标准高出的倍数），则：

D= PD + Smax +Smin (=1) 2

第四章，热力系统热损失

焦胃网降温部分损失。由于系统封闭，水质有保证，减少了回收凝结水进锅炉的水处理费用。 其优点是凝结水回收的经济效益好，设备的工作寿命长，但是系统的初始投资大，操作不方便。 开式和闭式回收系统仅仅是凝结水回收系统的大体分类，具体的凝结水回收系统还要根 携具体的现场情况，如凝结水的现场条件、凝结水的状态参数、回收目的等。

备一如泵、集水箱、热交换器、扩容器、高性能的回收装置等，以及保温及管网材料、技术服 务、工程施工费用等。几项费用的累计构成全部工程投资，投资情况需要根据现场条件和项目 的可行性分析来确定。而回收项目的经济效益则是从以下几个方面进行分析的： （1）由于采用闭式回收系统，系统封闭运行，使背压提高并减少蒸汽的漏气量，产生效益； （2）凝结水的回收节约软化水的价值； （3）凝结水回收温度高，使锅炉进水温度提高，使燃料消耗量减少，产生效益。 当然，还有一定的社会效益，凝结水回收可减少蒸汽和凝结水的跑、冒、滴漏及废水排放产 生的污染。很明显，对于凝结水回收系统的效益和投资间存在着一定的关系，如何使项目在效 益与投资中达到一个较为优化的点，是凝结水回收系统要考虑的经济问题。通常，采用工程技 术中常采用的投资回收年限来确定项目投入的合理性和可行性。 四、凝结水的污染及其处理 虽然凝结水的回收能节约软化水，节约燃料以及减少废水排放，但常常因凝结水铁离子含 量高导致锅炉系统腐蚀而无法利用。 1.CO2的腐蚀 锅炉水汽系统由于其运行工况的性质，很容易受到酸性腐蚀，特别是凝结水系统。CO2随 蒸汽溶人凝结水，由于凝结水水质较纯，缓冲性很小，溶有少量的CO2后水中的pH值就降低。 CO，在凝结水中溶解、电离的机理如下：

、凝结水的污染及其处理

虽然凝结水的回收能节约软化水，节约燃料以及减少废水排放，但常常因凝结水铁离子含 量高导致锅炉系统腐蚀而无法利用。 1.CO2的腐蚀 锅炉水汽系统由于其运行工况的性质，很容易受到酸性腐蚀，特别是凝结水系统。CO2随 蒸汽溶人凝结水，由于凝结水水质较纯，缓冲性很小，溶有少量的CO2后水中的pH值就降低。 CO，在凝结水中溶解、电离的机理如下：

CO2 +H,O = H2CO3 H, CO3 = H+ +HCO3 HCO,=HCO?

虽然碳酸是一种弱酸，但是由于凝结水的水质较纯，无缓冲性，就使得碳酸的酸性得到体 现。例如，在室温时，纯净的凝结水中溶有1mg/L的CO2时，其pH值就降到5.5。可见在此 工况下凝结水呈酸性。CO2水溶液对碳钢的腐蚀机理如下：

Fe = Fe2+ +2e 2H*+2e=H21

碳钢就在这种状态下不断被腐蚀，特别是在能够不断提供CO2的系统中。 碳钢在CO2溶液中的腐蚀速度是由阴极反应决定的，即氢的释放速度控制着反应速度的 快慢。 2.凝结水系统的CO2来源 凝结水系统中的腐蚀主要是CO2的腐蚀，而CO2的来源主要由以下几个方面： （1）锅炉补给水中所含的碳酸氢盐 这些碳酸氢盐主要表现为补给水中的碱度。特别是在使用软化水作为补给水的锅炉系统 中，碳酸氢盐更是凝结水中CO2的主要来源。其来源的机理是，补给水中的碳酸氢盐在锅炉 高温高压下发生分解，产生的CO2随蒸汽管道进人凝结水系统。虽然给水中碳酸氢盐在热力 除氧器中受热分解成碳酸盐，排出CO2，但分解不完全，因完全分解要到150℃左右。其反应 方程式为：

第四章热力系统热损失

（2）补给水中的有机物 期补给水是地表水时，由于地表水本身的特性，很容易受到生活废水及工业废水的污染。 间时，红、河及地表面腐败的有机物分解产物也会带入。这些有机物的主要成分是大分子量的 集肇瞻类物质，如腐植酸及富维酸等。这种物质在通常的水处理过程中去除率是很有限的，当 它们进入锅炉后，在锅内高温高压下发生分解生成CO2，随蒸汽进人凝结水系统。 （3）凝结水系统不严密处 蒸汽在冷凝器被凝结成水后，体积急剧变小，在冷凝器里形成真空。这时如果凝结水系统 有不严谢的地方，特别是在凝结水的端口处大量漏人空气，空气中CO2的便溶人凝结 水中 J.凝站水污染的处理措施 对凝结水污染的处理可以从以下方面进行： （1）尽量减少补给水中的碳酸氢盐含量。特别是对于锅内加药的锅炉，应避免投加 Na,CO。因为Na2CO3水解后便生成了CO2进人蒸汽管道。 （2）保持凝结水系统严密。特别是阀门、法兰及端口处，尽可能减少空气漏人。 （3）川药处理。把皮膜胺和挥发性氨、增效助剂调制成一种混合溶液，从分汽缸处加入， 能辑吸收（O，并提高蒸汽pH值。同时，能在金属表面形成一层单分子膜，将金属与腐蚀介质 请，达到防目的。 （4）凝结水过滤。虽然对凝结水的污染采取了一些措施，但实际中仍有凝结水含铁量超 廉规象。在凝结水回收系统末端，安装一台除铁过滤器，将凝结水中的铁离子除去，以达到防 锅炉腐蚀的日的

第三节跑、冒、滴、漏和管道散热热损失

节能是应用技术上现实可行，经济上合理，环保与社会上可以接受的方法，来有效地利用 褥實源。对于以燃烧燃料获得热能的锅炉来讲，充分有效地利用燃料固有的能量，以求单位 品消新最少的燃料，树立先进的节能理念，掌握先进的节能技术是节能的关键。

第一节锅炉节约燃料的途径

减少固体不完全燃烧损失和气体不完全燃烧损失关键在于如何组织燃烧和怎样强化燃 烧，其主要措施有以下儿点： （1)首先要按规定选取合适的过剩空气系数，做到合理送风，要将通室配风改为分段配 风，单侧进风改为两侧进风，同时在锅炉运行操作中，要根据负荷变化、煤质好坏情况，选取相 应的炉排走速、煤层厚度，同时应注意调节风量大小，以满足燃烧的需要。 （2）选用合适的前拱和后拱、有必要时还可以增设中拱。实践证明，这是强化燃烧的有效 办法，拱的选型和布置方法要因炉制宜，因煤制宜，切勿生搬硬套。 （3）合理使用二次风，使炉内烟气与空气得到更充分的混合和搅动，促进燃料进一步燃 烧，从而减少不完全燃烧损失而达到节煤的目的。 （4）增设空气预热装置，提高人炉空气温度，这样可以提高炉膛温度，强化燃烧，有利于燃 料燃尽。 （5）改变煤的燃烧方式及分相、分层、分段燃烧。如煤、油混合燃烧，煤水浆燃烧，分层燃 烧等。 三、科学排污及凝结水的回收 在保证蒸汽品质、防垢和防腐蚀的情况下，应尽量减少锅炉排污率，以达到节能减排的要 求。凝结水回收，不仅可以节约水资源，还能利用凝结水中的热量，提高锅炉给水温度，从而达 到节省燃料的目的。 四、选用动力配煤 动力配煤是按照锅炉设计和实际运行中所要求的煤质指标，将几种不同种类的煤炭经配 置加工而得到的新煤种。锅炉燃用这种动力配煤后地铁标准规范范本，其燃烧效率和出力均有所提高，且供汽稳 定，司炉人员劳动强度降低。由于实现煤种好坏搭配，从而使劣质煤资源得到合理充分利用。 因此，动力配煤是锅炉节能的重要途径。试验结果表明，工业锅炉按要求选用动力配煤后，热 效率可以提高5%~15%，节煤率可达7%~20%。

一、煤、油混合燃料的燃烧技术 煤、油混合燃烧技术即把一种很细的煤粉和燃料油混合在一起形成泥浆状燃料，以此代替 原来燃油锅炉用的燃料油。 1.煤、油混合燃烧的优点 煤、油混合燃烧主要优点有以下几方面： （1）以低劣煤与燃料油混烧，可以把燃油的消耗量降低一半左右。 （2）煤粉与燃料油混合后的浆状燃料易于流动，可以很方便地用管道将它们输送到较远 的地方。 （3）煤与油的浆状混合物不像煤那样容易自燃，因此输送过程比较安全。 （4）煤与油的混合在技术上比较简单，与其他代油燃烧技术相比易于实现。 （5）不需要对原来以燃油为燃料的炉体进行复杂的技术改造，只需更换烧嘴即可实现煤 汕混个燃烧。因此，投人少量资金后很快就会见到节油的成效。

事物总晨一分为二的，煤、油混合燃烧虽然有许多优点，但是浆状燃料也带来不少新问题。 圆期辈状燃料对设备（比如烧嘴）的磨损与燃油相比较为严重，浆状燃料中掺杂煤的固体颗粒 有具傅杂质以及煤粉粗细不均等，都会给烧嘴稳定燃烧和操作等方面带来许多麻烦。 2.煤、油混合浆状燃料的制备和燃烧系统 煤，洲混合浆状燃料的制备过程大致可分为以下几个阶段： (1）粉煤制造阶段 川粉碎机将原煤粉碎成固体颗粒度达到一定要求的煤粉。若在流程中准备采用超声波粉 静捷术，进步对浆状混合物进行细化，则进人系统之前，煤粉的颗粒度不得超过200目。 （2）均勺混合阶段 将燃汕和煤粉在特定容器中混合。为使混合充分，防止沉淀，需要对混合物不断地进行搅 拌，形成稳定的煤、油混合物。 为广提高燃料的稳定性，可进一步降低煤粉的颗粒度。目前国外研制一种所谓的超声空 化技术，它将经过预先碾磨的煤末（含煤量为煤、油混合物的50%，颗粒度为200目）与30% 的继油以及20%的水组成混合物通过强有力的超声波。超声腔每秒爆发20000次，产生巨大 的压力使煤粉粒子内部和外部受到湿润；煤粉粒子在巨大的超声交变压力作用下进一步粉碎， 潮赖度可降低50%左右。 （1）：阶段 媒，油经过充分搅拌后，进行快速低温冰冻即可贮存较长时间。需要使用时，可将它加热 割流动状念，据国外资料报道，目前已找到了一种新型乳化剂，它是由不饱和脂族和羧的混合 物与减金属氧化合物或胺作用而制成的。采用这种乳化剂（含量为煤、油总量的0.5%~ %），1需要搅拌即可制成含煤为50%的均匀乳浆，在90℃的温度下可贮存半年。为了节省 禁料减少环境污染，可以附加4%~10%的水。 .煤、油混合燃料的稳定性 所调煤、混合燃料的稳定性是指混合燃料中煤粉颗粒能否与燃油长期保持均匀混合状 毒南现沉降现象的性能。显然，煤、油混合燃料的稳定性对于贮存、输送和燃烧都是非常 重票的 为广提高煤、油混合燃料的稳定性，可采取如下措施： （1）在煤、油混合燃料中添加乳化剂，并且进行低速搅拌。 （2）1不断地对混合燃料进行搅拌，防止煤粉颗粒沉淀。 （3）利川均化技术或超声空化技术，使一定比例的水和油均匀混合成油水乳化物，然后均 封地人粒度大小为200目的煤粉。 （4）将经过充分搅拌的煤、油混合物快速低温冰冻，长期保持充分混合状态。 （3）对经过充分搅拌的煤、油混合燃料施加外电场。

水焊聚煤和水的混合物，它是20世纪80年代 用前眼较煤、油混合燃料更好。 早期为了实现煤的管道运输，曾经出现过水煤浆。但是这种水煤浆的含煤量较低，煤的颗 特较，量人直径可达1.4mm，必须经过脱水后方可燃烧，而且脱水过程复杂，不仅浪费能源

环境污染也很严重。因此，没有发展前途。目前，的水煤浆是将煤经过脱硫除尘处理，采取碾 碎、添加表面活性剂等措施后的高浓度煤水混合物，具有黏度低、颗粒度小和燃烧稳定等优点。 前西德于1961~1970年之间进行了一项水煤浆燃烧可行性论证试验。 美国早期的一个重要实验是1961年10月～11月在一家工厂进行的。1983年美国生产 能力为50/h的水煤浆制造设备已正式投产。 1980年瑞典两家公司建造了5t/h和8t/h的实验装置，并在相当于2.5h煤的烧嘴上进 行了燃烧试验。 我国于1981年开始研究水煤浆，特别对有关的基础问题做了研究，并进行少量的小规模 的试烧

水煤浆燃烧的优点主要有以下几方面。 （1）可以选用水力采掘的煤块、洗选精煤所得的燃料以及洗煤排出的大量泥煤作为制作 水煤浆的原料，不仅节省常规脱水和干燥过程所耗费的燃料，而且也回收了大量的泥煤。 （2）可在产煤基地制备水煤浆，然后用地下或地上管道输送给用户，这样既节省了大量的 运输费用，又有利于农田和土地的综合利用。 （3）水煤浆的燃烧效率比煤高，特别适用于低质褐煤，因为褐煤燃烧速度快，不易发生结 团现象。 （4）水煤浆具有液体燃料易流动的特点，不需脱水即可燃烧，当用于传统的烧油工业炉窑 时.不需要对炉子进行重大的技术改造。

3.对水煤浆的基本要求

（）高含碳量 为使水煤浆着火和燃烧比较容易，通常选用高挥发分的烟煤作为主要原料，因此其含碳量 较高。 （2）低黏度 为使水煤浆能像液体燃料那样易于流动，它的黏度必须很低。研究表明，水煤浆固相飘浮 体系的特性除与液相和固相各自性质有关以外，还与固体粒子的几何形状和粒度分布有关，粒 度分布以双峰形式为好暖通空调图纸、图集，这是因为液体和小粒子的混合物相对于大粒子可起液体载体作用，使 水煤浆的黏度大大降低。例如，由58%的较大粒子组成的水煤浆，经加人较小粒子变成双蜂