第六章鍋爐工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

第六章鍋爐工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)第1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三三、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（1）概述Ⅰ、鍋爐基本組成鍋爐是將燃料內(nèi)的潛在能量，經(jīng)過燃燒釋放熱能或利用其他釋放的能量，將水變成水蒸氣或過熱蒸汽；或?qū)⑺訜嶙兂梢欢囟鹊臒崴?；或?qū)⒂袡C(jī)熱載體加熱到一定溫度而輸出的熱能設(shè)備。鍋爐本體由“鍋”和“爐”兩大部分組成，鍋是指盛裝鍋水和蒸汽或其他介質(zhì)的密封受壓部件，爐是指鍋爐中釋放熱能的部分。六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)第2頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三三、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅱ、鍋爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、經(jīng)濟(jì)性鍋爐的經(jīng)濟(jì)性主要指熱效率、成本、煤耗和廠用電量等。鍋爐熱效率即鍋爐有效利用的熱與單位時(shí)間內(nèi)所消耗的輸入熱量的百分比：:指單位時(shí)間內(nèi)工質(zhì)在鍋爐中所吸收的總熱量。:隨每kg或每Nm3燃料輸入鍋爐的總熱量。六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)第3頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

2、鍋爐的可靠性鍋爐的可靠性常用鍋爐的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間、事故率、可用性三種指標(biāo)來衡量。目前中國電站鍋爐的較好指標(biāo)是連續(xù)運(yùn)行在4000h以上；可用率約為90%。行業(yè)要求電站鍋爐的年運(yùn)行時(shí)間為6000h。3、鍋爐的機(jī)動(dòng)性鍋爐機(jī)動(dòng)性的要求是：快速改變負(fù)荷，經(jīng)常停運(yùn)及隨后快速啟動(dòng)的可能性和最低允許負(fù)荷下持久運(yùn)行的可靠性。這些要求已成為鍋爐產(chǎn)品的重要性能指標(biāo)。第4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅲ、鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)

1、運(yùn)行工況控制指標(biāo)主要指那些影響燃料消耗而必須加以控制的指標(biāo)。包括排煙溫度、空氣系數(shù)、一氧化碳等可燃?xì)怏w含量CO以及爐渣、飛灰中的可燃物含量。2、能源消耗指標(biāo)對(duì)燃料，是熱效率或單位產(chǎn)汽量的燃料消耗量，如煤氣比等。對(duì)電，是單位電能消耗。作為全面評(píng)價(jià)，可用供汽綜合能源作為指標(biāo)。3、成本指標(biāo)以貨幣形式表示的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如產(chǎn)汽成本，供汽成本。第5頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三三、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅳ、鍋爐熱效率熱效率是鍋爐的重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，表明鍋爐設(shè)備的完善程度和運(yùn)行管理水平。測(cè)定熱效率有兩種方法。1、正平衡法用被鍋爐利用的熱量與燃料所能放出的全部熱量之比來計(jì)算熱效率的方法叫做正平衡法。

2、反平衡：熱效率=100%-各項(xiàng)熱損失百分比之和=100%-%：排煙熱損失。：氣體未完全燃燒熱損失。：散熱損失。：固體未完全燃燒熱損失。：灰渣物理熱損失。

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（2）使用現(xiàn)狀截止2005年底，我國在用鍋爐總臺(tái)數(shù)約為55萬臺(tái)，其中電站鍋爐0.8萬臺(tái)，工業(yè)鍋爐31.2萬臺(tái)，生活鍋爐23萬臺(tái)。我國工業(yè)鍋爐量大面廣，平均容量小，且以燃煤為主，年耗燃料約4億t標(biāo)準(zhǔn)煤，約占我國煤炭總量的1/4強(qiáng)。工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)效率為72%-80%，接近國際水平，而運(yùn)行效率平均在60%-65%，比國外先進(jìn)水平低15%-20%，通過節(jié)能改造和完善管理，燃煤鍋爐節(jié)煤潛力可達(dá)7000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。另外由于工業(yè)鍋爐排放大量煙塵及、等污染物，是主要煤煙型污染源之一。六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)第7頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（3）存在問題熱效率低對(duì)煤種的適應(yīng)性差設(shè)備整體技術(shù)水平低運(yùn)行管理水平低第8頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（4）節(jié)能技術(shù)鍋爐節(jié)能的主要目的是提高鍋爐熱效率，降低燃料消耗，減少熱損失。鍋爐節(jié)能的主要途徑有減少各項(xiàng)熱損失、加強(qiáng)燃料和水質(zhì)管理、提高運(yùn)行管理水平、進(jìn)行鍋爐節(jié)能技術(shù)改造、采用節(jié)能新技術(shù)等。

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Ⅰ、鍋爐節(jié)能的主要措施（一）提高鍋爐熱效率，減少熱損失

1、減少排煙熱損失q2。

鍋爐的排煙熱損失可由排煙焓與冷空氣焓之差求得，這是鍋爐的一項(xiàng)主要熱損失。

排煙損失是由尾部排煙溫度、煙氣量與漏入系統(tǒng)內(nèi)的冷空氣量總和決定的。因此，降低排煙損失，就要減少爐膛的空氣系數(shù)和各煙道的漏風(fēng)量以及降低排煙溫度。工業(yè)鍋爐排煙溫度合格指標(biāo)在150-230℃之間，小型鍋爐處于上限，大型鍋爐處于中下限。

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2、減少氣體未完全燃燒熱損失q3。氣體未完全燃燒損失是燃料在燃燒過程中所生成的一部分可燃?xì)怏w（一氧化碳、烴、氫等氣體）未完全燃燒而造成的熱損失。其與燃料性質(zhì)、燃燒設(shè)備以及爐內(nèi)溫度、空氣系數(shù)等因素有關(guān)。

3、減少固體未完全燃燒熱損失q4。固體未完全燃燒熱損失是指燃料中一部分固定碳未然燼而損失的熱量，也稱為機(jī)械未完全燃燒熱損失。未然燼而殘留的固定碳常存在于灰渣、飛灰與落煤之中。固體未完全燃燒熱損失與燃料性質(zhì)、燃燒設(shè)備以及爐內(nèi)燃燒工況等因素有關(guān)。

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4、減少散熱損失q5。散熱損失是指鍋爐爐墻、鍋筒、集箱以及管道等外表面向外界空氣散熱的熱損失。散熱損失與鍋爐容量有關(guān)，也與鍋爐有無省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面有關(guān)

5、減少灰渣物理熱損失q6?；以鼰嵛锢頁p失是指爐渣排除時(shí)所帶走的熱損失。通常層燃爐的灰渣量較大而且溫度高，需要考慮灰渣熱物理損失。燃油鍋爐無此項(xiàng)損失。第12頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（二）加強(qiáng)燃料管理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力配煤煤在運(yùn)輸、貯存中因風(fēng)吹、日曬、雨淋所造成的流失、變質(zhì)和自然等損失較大，減少這些損失也是有效的節(jié)能途徑。在煤源多變和煤質(zhì)惡化情況下，應(yīng)加大煤場(chǎng)管理監(jiān)督力度，確保數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確，盡可能實(shí)現(xiàn)分煤分地存放。企業(yè)可根據(jù)煤的化驗(yàn)分析結(jié)果，按其低位發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)份和水分比例進(jìn)行科學(xué)配煤，使其盡量符合鍋爐設(shè)計(jì)煤種。對(duì)于工業(yè)鍋爐，較為合適的配比是，煙煤、無煙煤、貧煤各占1/3；強(qiáng)粘結(jié)性煤與灰分大的煤質(zhì)不宜混摻，而揮發(fā)份高可同灰分大的煤質(zhì)混摻，這主要是借助于揮發(fā)份高、易燃的特性；對(duì)于發(fā)熱量低而揮發(fā)份高、水分較低的煤質(zhì)，可同發(fā)熱量高、揮發(fā)份較低、水分又較大的煤種一起摻混。第13頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（三）加強(qiáng)水質(zhì)管理，減少結(jié)垢和排污1、減少鍋爐結(jié)垢

結(jié)垢對(duì)鍋爐造成的危害：1）鍋爐受熱面結(jié)水垢后，熱阻增大，傳熱性能變差，耗煤增加。2）損壞鍋爐，影響安全。3）增加檢修費(fèi)用。2、加強(qiáng)鍋爐水質(zhì)管理。通過加強(qiáng)鍋爐水質(zhì)監(jiān)督管理，采取有效的水處理技術(shù)和除垢技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)鍋爐的給水、鍋水檢驗(yàn)分析，實(shí)現(xiàn)鍋爐無垢運(yùn)行。

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3、降低排污熱損失。一是減少鍋爐排污量，通過加強(qiáng)鍋爐給水處理，對(duì)給水脫堿去鹽處理，從而減少排污量。二是對(duì)排污水進(jìn)行回收和利用。（四）加強(qiáng)鍋爐運(yùn)行管理，實(shí)行管理節(jié)能管理節(jié)能是投資最小、見效最快的節(jié)能途徑，這里運(yùn)行管理主要指提高鍋爐節(jié)能管理和運(yùn)行操作人員的綜合素質(zhì)、注重考核等內(nèi)容。因此，應(yīng)加大對(duì)鍋爐運(yùn)行人員的節(jié)能專業(yè)知識(shí)和運(yùn)行操作技能等方面的培訓(xùn)，提高他們的節(jié)能意識(shí)和操作水平。第15頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（五）加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)改造，積極推廣節(jié)能新技術(shù)對(duì)于燃煤鍋爐，通過更新、改造、淘汰可以取得較好的節(jié)能效果。一般，對(duì)于半新以上的鍋爐采取技術(shù)改造措施比較經(jīng)濟(jì)合理；對(duì)于接近壽命期的鍋爐則以更新為佳；對(duì)于應(yīng)淘汰鍋爐，則必須通過有關(guān)政策強(qiáng)制執(zhí)行。第16頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅱ、鍋爐主要節(jié)能技術(shù)（一）強(qiáng)化燃燒，提高鍋爐熱效率對(duì)于工業(yè)鍋爐而言，減少各項(xiàng)熱損失的有效途徑是降低排煙溫度和合理配風(fēng)。（二）工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)改造1、給煤裝置改造2、爐拱改造3、燃燒系統(tǒng)改造4、層燃鍋爐改造成循環(huán)流化床鍋爐5、控制系統(tǒng)改造6、鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造7、節(jié)能新設(shè)備工藝

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給煤裝置改造

我國的鏈條爐排鍋爐都是燃用原煤,原有的斗式給煤裝置使得塊、末煤混合堆實(shí)在爐排上,阻礙爐排進(jìn)風(fēng),影響燃燒。如將斗式給煤改造成分層給煤,一般可提高效率4～5個(gè)百分點(diǎn)。該項(xiàng)改造投資少,見效快,投資回收也很快。部分單位的實(shí)踐已做出了很好的證明。第18頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

爐拱改造目前，鏈條爐排鍋爐的爐拱是按設(shè)計(jì)煤種配置的，煤種是否適應(yīng)拱形結(jié)構(gòu)，對(duì)鏈條爐排燃燒好壞是一個(gè)關(guān)鍵，直接影響鍋爐的熱效率,甚至影響鍋爐出力。按照實(shí)際使用的煤種,適當(dāng)改變爐拱的形狀與位置,可以改善燃燒狀況,提高燃燒效率,減少燃煤消耗。這項(xiàng)改造可降低爐(灰)渣含碳量30%～50%,而且可提高出力。技改投資半年左右可收回。第19頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

燃燒系統(tǒng)改造對(duì)于鏈條爐排鍋爐由于負(fù)荷變化適應(yīng)性差和排放難以控制的特點(diǎn)，在負(fù)荷變化或煤質(zhì)變化尤其是變差時(shí)往往會(huì)冒黑煙，老齡鍋爐此種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。近幾年，燃燒系統(tǒng)改造技術(shù)已被推廣利用。該技術(shù)具有下列優(yōu)點(diǎn)：暖爐、點(diǎn)火干凈快捷；鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍擴(kuò)大，避免降負(fù)荷損失；由于燃盡率提高和過量減少，鍋爐熱效率提高；適應(yīng)負(fù)荷快速變化和煤質(zhì)變化等，該技術(shù)可以在有供氣源的地方用于燃煤工業(yè)鍋爐的改造，鍋爐效率一般可提高5%到10%。第20頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

層燃鍋爐改造成循環(huán)流化床鍋爐

循環(huán)流化床鍋爐是燃煤在爐內(nèi)循環(huán)流化燃燒,所以,它的熱效率比層燃鍋爐高10～15個(gè)百分點(diǎn),而且可以燃用劣質(zhì)煤;由于可以使用石灰石粉在爐內(nèi)脫硫,所以,不但可以大大減少燃煤鍋爐酸性氣體SO2的排放量,而且其灰渣可直接用于生產(chǎn)建筑材料。這種改造已有不少成功案例,但它的改造投資較高,約為購置新爐費(fèi)用的70%,所以要慎重決策。第21頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

控制系統(tǒng)改造

工業(yè)鍋爐控制系統(tǒng)節(jié)能改造主要是按照鍋爐的負(fù)荷要求,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)給煤量、給水量、鼓風(fēng)量和引風(fēng)量,特別是實(shí)施燃燒自動(dòng)調(diào)節(jié),包括電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速,裝設(shè)煙氣氧量監(jiān)測(cè)儀表,再配以先進(jìn)的調(diào)風(fēng)裝置,可大幅提高燃燒效率,降低過量空氣系數(shù),使鍋爐經(jīng)常處在良好的運(yùn)行狀態(tài),從而提高鍋爐效率,一般可提高2～3個(gè)百分點(diǎn)。第22頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

鍋爐輔機(jī)節(jié)能改造

燃煤鍋爐的主要輔機(jī)鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)與鍋爐的熱效率和能耗量直接相關(guān),用適當(dāng)?shù)淖冾l調(diào)速技術(shù),按照鍋爐的負(fù)荷需要調(diào)節(jié)鼓、引風(fēng)量,維持鍋爐運(yùn)行在最佳狀況,一方面可以節(jié)約鍋爐燃煤,另一方面又可以節(jié)約風(fēng)機(jī)的耗電,節(jié)能效果較好。第23頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

節(jié)能新設(shè)備新工藝1、熱管換熱器的應(yīng)用將熱管技術(shù)用于工業(yè)鍋爐的煙氣余熱回收，把氣液熱管換熱器安裝在鍋爐煙道內(nèi)，利用煙氣余熱加熱鍋爐給水。2、蒸汽蓄熱器的應(yīng)用蒸汽蓄熱器是一種省能型裝置，原理是當(dāng)鍋爐負(fù)荷減少時(shí)，將鍋爐多余蒸汽供入蒸汽蓄熱器內(nèi)，使蒸汽在一定壓力下變?yōu)楦邏猴柡退?。?4頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

3、真空除氧技術(shù)真空除氧是一種節(jié)能型除氧方法，大型工業(yè)鍋爐采用的方法大都采用大氣式熱力除氧，需要把水加熱到大氣壓力下的沸點(diǎn)溫度，排走水中氧。4、高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料涂料分為吸熱涂料和反射涂料兩種，兩種涂料用在同一鍋爐中，吸熱涂料刷在爐膛內(nèi)水冷壁管表面，反射涂料刷在爐膛內(nèi)兩側(cè)爐墻和后拱表面，鍋爐運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有明顯提高。第25頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（三）電站鍋爐節(jié)能技術(shù)1、推廣將煤粉鍋爐等離子點(diǎn)火或鍋爐小油量氣化燃燒技術(shù)應(yīng)用于電站鍋爐中，可節(jié)油90%左右。

2、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)對(duì)廠用電及鍋爐效率影響大，采用雙密封、接觸式柔性密封、熱風(fēng)循環(huán)回收等技術(shù)對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)行密封系統(tǒng)改造，漏風(fēng)率可由12%降低至5%到7%。3、對(duì)于制粉系統(tǒng)參數(shù)不相匹配的粗細(xì)粉分離器、排粉機(jī)（或一次風(fēng)機(jī)）進(jìn)行改造，充分發(fā)揮磨煤機(jī)的潛力，降低制粉電耗。第26頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

2、工業(yè)窯爐（1）概述（3）存在問題（4）節(jié)能技術(shù)（2）使用現(xiàn)狀第27頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（1）概述

工業(yè)窯爐廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)，如冶金、建材、化工、輕工、食品和陶瓷等行業(yè)。其種類多、耗能高、影響大，是工業(yè)加熱的關(guān)鍵設(shè)備。其加熱技術(shù)的發(fā)展與高效節(jié)能技術(shù)的采用，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、合理利用能源、改善勞動(dòng)條件、實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)等都有很大的影響。第28頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅰ、工業(yè)窯爐及組成部分（一）概念在工業(yè)生產(chǎn)中，利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工件或物料進(jìn)行熔煉、加熱、烘干、燒結(jié)、裂解和蒸餾等各種加工工藝所用的熱工設(shè)備。第29頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（二）基本要求1、爐溫、氣氛易于控制，保證熱加工產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到工藝要求。2、窯爐生產(chǎn)率高。3、熱效率高，單位產(chǎn)品能耗低。4、使用壽命長(zhǎng)，砌筑和維護(hù)方便，筑爐材料消耗少。5、機(jī)械化、自動(dòng)化程度高。6、基建投資少，占車間面積小且便于布置。7、對(duì)環(huán)境污染少，勞動(dòng)條件好。

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（三）主要組成部分1、爐襯2、爐架3、供熱裝置4、預(yù)熱器5、爐前管道6、排煙系統(tǒng)7、爐用機(jī)械

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Ⅱ、工業(yè)窯爐主要參數(shù)（一）基本參數(shù)1、裝載量：每一加熱周期內(nèi)，一次可裝入爐內(nèi)的工作或物料重量。2、填充率：對(duì)干燥爐，一次裝入爐內(nèi)的物料體積占爐內(nèi)容積的百分?jǐn)?shù)。3、生產(chǎn)力：指單位時(shí)間計(jì)算的窯爐加熱能力。4、生產(chǎn)率：指單位時(shí)間內(nèi)處理物料重量或單位時(shí)間、單位爐底面積計(jì)算的窯爐的加熱能力。

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（二）熱利用技術(shù)指標(biāo)1、單位燃耗：生產(chǎn)單位產(chǎn)品所消耗的實(shí)際燃料量。

b:單位實(shí)物燃耗，單位為千克每噸。B：實(shí)物燃料消耗量，單位為千克每小時(shí)。G：窯爐生產(chǎn)率。單位為噸每小時(shí)。

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2、單位標(biāo)準(zhǔn)燃耗：將實(shí)物燃料折算成標(biāo)準(zhǔn)煤進(jìn)行計(jì)算，即生產(chǎn)單位重量產(chǎn)品所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量。

b'：?jiǎn)挝粯?biāo)準(zhǔn)燃耗，單位為千克標(biāo)準(zhǔn)煤每噸。

：燃料收到基低位發(fā)熱量，單位為千焦每千克。3、單位熱耗：一個(gè)加熱周期內(nèi)處理單位重量產(chǎn)品所消耗的熱量。

第34頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

4、可比單位燃耗：以不少于一個(gè)生產(chǎn)周期的合格加熱工件折合質(zhì)量計(jì)算的單位產(chǎn)品燃料消耗，計(jì)算方法參照行業(yè)能耗分等標(biāo)準(zhǔn)。5、熱效率。窯爐熱效率指工件或物料加熱時(shí)吸收的有效熱量與供入爐內(nèi)的熱量之比。

：工件或物料吸收的有效熱。：供入爐內(nèi)熱量。：各項(xiàng)熱損失量之和。第35頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅲ、工業(yè)窯爐的分類1、按工藝特點(diǎn)分類加熱爐熔煉爐2、按使用能源種類分類燃料爐電爐3、按工作溫度分類高溫爐中溫爐4、按熱工操作特點(diǎn)分類連續(xù)式爐間歇式爐

第36頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

5、按工作制度分類輻射式工作制度窯爐

對(duì)流式工作制度窯爐

層式工作制度窯爐6、按爐型特點(diǎn)分類工業(yè)窯爐按爐型特點(diǎn)可分為室式爐、雙室式爐、貫通爐、推桿爐、臺(tái)車式爐、轉(zhuǎn)底爐、環(huán)形爐、步進(jìn)爐、振底式爐等。

第37頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（2）使用現(xiàn)狀

目前，我國工業(yè)窯爐年耗煤達(dá)3億多噸，約占我國工業(yè)用煤的40％。水泥、墻體材料窯爐每年消耗煤炭約2.24億t，其中水泥窯約7800座，年耗煤1.6億t，平均能效比國外先進(jìn)水平低20％以上；墻體材料窯爐約10萬座，年耗煤6400萬t，平均能效比國外先進(jìn)水平低30％以上。鋼鐵工業(yè)窯爐每年消耗煤炭約6600萬t。第38頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（3）存在問題我國工業(yè)窯爐存在的主要問題是：技術(shù)水平低，裝備陳舊落后、規(guī)模?。粸槊夯蚱浼庸の?，加熱質(zhì)量差，能耗高。大部分缺乏除塵脫硫污染控制設(shè)施；燃燒產(chǎn)生大量煙塵，對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染；運(yùn)行管理水平低，管理粗放。第39頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（4）節(jié)能技術(shù)Ⅰ、工業(yè)窯爐節(jié)能主要措施

（一）提高窯爐熱效率1、減少各項(xiàng)熱損失

降低煙氣出爐溫度

1）排煙熱損失減少煙氣量合理控制爐內(nèi)壓力

減少爐體散熱損失2）爐體熱損失減少爐體蓄熱損失減少開孔輻射熱損失和逸氣熱損失第40頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

不完全燃燒熱損失3）其他熱損失冰冷構(gòu)件熱損失工藝熱損失灰渣物理顯熱損失

工業(yè)窯爐熱損失中，由煙氣帶走的熱量占窯爐供熱量的40%-60%以上，排煙熱損失所占比例最大，因此減少排煙損失是提高窯爐熱效率的關(guān)鍵。

2、余熱回收利用余熱是工業(yè)窯爐回收利用潛力最大的一部分，其中包括煙氣余熱、冷卻介質(zhì)余熱、高溫產(chǎn)品和爐渣余熱、副產(chǎn)能源等。

第41頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（二）采用先進(jìn)燃燒技術(shù)1、燃料加工轉(zhuǎn)換工業(yè)窯爐能源結(jié)構(gòu)中，主要以煤為主。因此注重煤燃料的加工轉(zhuǎn)換，提高煤炭利用率是提高窯爐效率的重要措施。目前，燃料加工轉(zhuǎn)換技術(shù)主要有煤氣化技術(shù)和煤液化技術(shù)等。2、高性能燃燒器燃燒裝置是實(shí)現(xiàn)燃料燃燒過程的裝置，采用合理先進(jìn)的燃燒裝置，對(duì)燃料的完全燃燒、窯爐溫度分布和節(jié)能都有重要意義?，F(xiàn)在工業(yè)窯爐使用的高性能燃燒裝置有調(diào)焰燒嘴、高速燒嘴、平焰燒嘴、自身預(yù)熱燒嘴、蓄熱式燒嘴等。3、燃燒自動(dòng)控制一套完整的燃燒控制系統(tǒng)應(yīng)包括啟?？刂?、火焰的連續(xù)檢測(cè)、熱負(fù)荷自動(dòng)控制、燃料及助燃風(fēng)比例連續(xù)調(diào)節(jié)控制等方面。第42頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（三）選用新型節(jié)能材料1、耐火材料1.1工業(yè)窯爐耐火材料的要求1）高溫下體積穩(wěn)定而不被融化。2）能夠承受窯爐載荷和熱應(yīng)力作用。3）溫度急變或受熱不均勻，不會(huì)開裂破壞。4）具有耐侵蝕能力。5）具有一定高溫強(qiáng)度、抗磨性能及導(dǎo)熱、導(dǎo)電性。第43頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

1.2耐火材料分類

1）按耐火度分類普通耐火材料高級(jí)耐火材料特級(jí)耐火材料

2）按化學(xué)特性分類酸性耐火材料

中性耐火材料堿性耐火材料第44頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

1.3工業(yè)窯爐用新型耐火材料1）“凈化鋼水”用耐火材料2）隔熱耐火材料和節(jié)能涂料3）高導(dǎo)熱和高導(dǎo)電耐火材料

2、保溫材料工業(yè)窯爐用保溫材料應(yīng)滿足熱導(dǎo)率小，密度小，氣孔率大，吸水性和吸濕性小，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，透氣小，膨脹系數(shù)小熱穩(wěn)定好，熱擴(kuò)散率大的要求。第45頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

3、蓄熱材料耐火度高

1）蓄熱材料的基本要求蓄熱密度大熱導(dǎo)率大抗熱振型強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高

2）蓄熱材料的分類顯熱蓄熱材料潛熱蓄熱材料第46頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（四）加強(qiáng)自動(dòng)控制1、工業(yè)窯爐的調(diào)節(jié)特性1）溫度和壓力相互影響。當(dāng)工業(yè)窯爐溫度較低時(shí)，需要加大燃料和空氣量，降低煙道的閥門開度來使溫度上升，但這樣就會(huì)造成爐內(nèi)壓力上升，壓力反過來影響溫度的上升，反之亦然。2）空氣和燃料的比值的調(diào)節(jié)。如果空燃比過大就會(huì)造成燃料消耗過大，且過多空氣會(huì)帶走許多熱量；空燃比過小就會(huì)造成燃燒不充分，造成浪費(fèi)。3）調(diào)節(jié)滯后。當(dāng)燃料在爐內(nèi)燃燒時(shí)，很難測(cè)量溫度，只能在其出爐后測(cè)量，根據(jù)測(cè)量值進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣就存在調(diào)節(jié)滯后。

第47頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

2、現(xiàn)代控制技術(shù)1）模糊控制。模糊控制作為一種智能控制，模仿人類思維，應(yīng)用模糊推理控制和操作設(shè)備或工藝過程，是自動(dòng)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。2）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制。神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和人腦結(jié)構(gòu)有類似性，其主要特點(diǎn)是它的學(xué)習(xí)功能，即通過訓(xùn)練和掌握變量間的關(guān)系。

3）專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它能夠以人類專家的水平完成特別困難的某一專業(yè)領(lǐng)域任務(wù)。4）預(yù)測(cè)控制。預(yù)測(cè)控制采用了多步預(yù)測(cè)的方式，擴(kuò)大了反應(yīng)未來趨勢(shì)的信息，因而能克服各種不確定和復(fù)雜變化的影響。第48頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（五）重視操作管理與系統(tǒng)節(jié)能1、提高管理水平1）改善窯爐作業(yè)調(diào)度。

2）合理爐溫。3）保證良好的燃燒。4）控制爐內(nèi)壓力。2、系統(tǒng)節(jié)能與梯級(jí)用能1）系統(tǒng)節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能研究方法主要有分析法和模型化法。2）梯級(jí)用能根據(jù)用戶需求按品質(zhì)提供熱能，做到熱能供需不僅在數(shù)量上相等，且在質(zhì)量上匹配，從而達(dá)到“熱盡其用”。第49頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

Ⅱ、工業(yè)窯爐的主要節(jié)能技術(shù)（一）工業(yè)窯爐的節(jié)能改造1、熱源改造。2、燃燒系統(tǒng)改造。3、窯爐結(jié)構(gòu)改造。4、窯爐保溫改造。5、窯爐煙氣余熱利用改造。6、窯爐密封改造。7、控制系統(tǒng)改造。第50頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

熱源改造通過改造工業(yè)窯爐的熱源可以有效減少其能源消耗，其改造內(nèi)容可因窯爐種類的不同而異。例如，將窯爐的燃料由燃油改為燃用工藝過程回收的燃?xì)?，有的將燃油、燃?xì)飧脑鞛殡娂訜岬取５?1頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

燃燒系統(tǒng)改造

對(duì)于燃油和燃?xì)飧G爐，燃燒系統(tǒng)改造主要是采用新型燃燒器取代老式燃燒器。例如，采用平焰、雙火焰、高速、可調(diào)焰等新型燒嘴，可節(jié)能5％～10％；有條件時(shí)可利用回收煙氣的余熱來預(yù)熱助燃空氣，采用機(jī)械化加煤或煤粉燃燒對(duì)燃煤窯爐進(jìn)行改造等。第52頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

窯爐結(jié)構(gòu)改造

工業(yè)窯爐的種類繁多，其結(jié)構(gòu)也因行業(yè)、工藝的不同而異。隨著科技的進(jìn)步和能源環(huán)保政策的實(shí)施與市場(chǎng)要求，工業(yè)窯爐的結(jié)構(gòu)也在不斷改進(jìn)與更新。通過工業(yè)窯爐的結(jié)構(gòu)改造，可以有效改善燃燒狀況、縮小散熱面積、增大窯爐的有效容積，從而達(dá)到減少能源消耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)能的目的。第53頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

窯爐保溫改造工業(yè)窯爐的保溫狀況與其能源消耗直接相關(guān)，特別是對(duì)于運(yùn)行溫度在數(shù)百甚至上千℃以上的窯爐尤為重要。以玻璃熔窯為例，由于玻璃熔窯的散熱面積大、外表面溫度高，其散熱量約為總熱量的20％～30％，尤其在用重油作燃料和使用電熔耐火材料后，散熱損失更大。采用窯體保溫后，燃料可節(jié)省15％～20％，火焰溫度可提高20～30℃。第54頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

窯爐煙氣余熱利用改造

窯爐煙氣余熱的回收利用改造的途徑很多，如采用合適的煙道換熱器和余熱鍋爐等回收煙氣的余熱，根據(jù)煙氣余熱的不同溫度水平，可利用煙氣預(yù)熱助燃空氣或利用余熱發(fā)電等，既可有效降低排煙溫度，也可收到良好的節(jié)能效果。第55頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

窯爐密封改造窯爐密封改造的目的是提高其密封性，以減少冷空氣的滲入和熱空氣的泄漏所造成的熱損失。可以盡可能減少工業(yè)窯爐爐門和孔口的數(shù)目和面積，或采用雙層密封孔門，盡量減少工業(yè)窯爐水冷構(gòu)件的數(shù)目及尺寸。第56頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

控制系統(tǒng)改造

控制系統(tǒng)改造主要是將采用手動(dòng)控制或半自動(dòng)控制系統(tǒng)改造成自動(dòng)控制系統(tǒng)或?qū)σ延凶詣?dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造和優(yōu)化，按產(chǎn)品工藝要求，對(duì)窯爐的運(yùn)行過程進(jìn)行自動(dòng)控制，使窯爐在良好的工況下運(yùn)行，可以取得良好的節(jié)能效果。第57頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（二）工業(yè)窯爐的節(jié)能技術(shù)1、窯爐節(jié)能新技術(shù)開發(fā)1）工業(yè)窯爐的高溫空氣燃燒技術(shù)。2）純氧或富氧燃燒節(jié)能技術(shù)。3)高固氣比懸浮預(yù)熱預(yù)分解水泥生產(chǎn)技術(shù)。4）大型鍋爐爐頂煤氣壓差發(fā)電綜合節(jié)能技術(shù)。2、幾種通用節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介1）提高燃燒效率。提高窯爐燃燒效率的措施主要包括：采用低空氣系數(shù)的燃燒方式、富氧燃燒和提高助燃空氣的溫度等。

第58頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

2）減少爐體的散熱損失。為減少爐體的散熱損失，可以采用輕質(zhì)隔熱和耐火纖維等保溫隔熱性能良好的保溫材料。另外，減少窯爐的表面積也是減少加熱爐散熱損失的有效途徑之一。3）減少水冷件熱損失。為減少水冷件的熱損失，除了通過少用或不用水冷構(gòu)件減少熱損失外，對(duì)必須設(shè)置的爐內(nèi)水冷構(gòu)件進(jìn)行隔熱，或采用汽化冷卻來回收水冷件的熱損失。4）采用高輻射陶瓷涂料。在窯爐內(nèi)高溫條件下，輻射式其傳熱的主要方式。在窯爐內(nèi)及加熱管外表面涂刷高輻射陶瓷涂料，可加強(qiáng)爐內(nèi)的輻射換熱。

第59頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

5）采用先進(jìn)的爐型和工藝。隨著科技的不斷進(jìn)步和節(jié)能減排工作的需要，工業(yè)窯爐行業(yè)發(fā)展了許多先進(jìn)的爐型和先進(jìn)的工藝。其中有代表性的是水泥預(yù)分解窯、干法熄焦工藝、明焰裸燒方法以及低溫快燒技術(shù)。第60頁，共68頁，2023年，2月20日，星期三六、鍋爐、工業(yè)窯爐運(yùn)行管理及節(jié)能技術(shù)

（三）典型工業(yè)窯爐的節(jié)能措施1、火焰加熱爐1）優(yōu)化燃料結(jié)構(gòu)火焰爐的最佳燃料是氣體燃料，特別是高熱值的天然氣、戊烷合成氣、混合煤氣等。其次是液體燃料，