工业锅炉能效提升政策及节能技术课件.ppt
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- 工业锅炉 能效 提升 政策 节能 技术 课件
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1、工业锅炉能效提升政策及节能技术内容提要一、工业锅炉能效提升政策解读二、工业锅炉能效限定及热效率三、在役工业锅炉存在的主要问题四、工业锅炉节能技术及发展趋势五、锅炉系统节能与能源利用率提高六、节能案例简介七、结语一、工业锅炉能效提升政策解读煤炭消费比例持续下降:2016年,能源消费总量43.4亿吨标准煤左右,非化石能源消费比重提高到13%左右,天然气消费比重提高到6.3%左右,煤炭消费比重下降到63%以下。“十三五”时期,经济社会发展面临的能源资源约束趋紧、生态环境恶化趋势尚未得到根本扭转,能源资源环境瓶颈依然突出工业锅炉行业必须紧密围绕国家经济发展和节能减排战略,主动适应新常态,以产品安全、环
2、保、高效为中心,促进我国工业锅炉行业的可持续发展0. 背景概述一、工业锅炉能效提升政策解读污染物排放要求不高,导致工业燃煤锅炉的污染物排放量占比很高,对工业燃煤锅炉进行整治迫在眉睫2017年1月3日全国主要地区的雾霾地图0. 背景概述一、工业锅炉能效提升政策解读锅炉运行效率低:截止2015年底,中国锅炉总数为57.92万台,在用燃煤工业锅炉约46.4万台,总容量177万蒸吨,年消耗原煤约7亿吨,占全国煤炭消耗总量的17%左右,实测平均效率仅为70%左右。如果平均效率从70%提高到80%以上,每年可节约1亿吨以上原煤,节能潜力巨大。锅炉操作水平低:锅炉设计和生产能力持续提高,然而实际运行中表现出
3、运行人员经验不足,野蛮操作,导致实际锅炉效率低于锅炉设计效率5%以上管理和技术程度低:自动化控制程度与国外仍有差距,亟待提升0. 背景概述一、工业锅炉能效提升政策解读 1、“十二五”节能减排综合性工作方案 国发201126号 “十二五”节能减排综合性工作方案继续把锅炉(窑炉)改造列为国家节能减排重点工程的首位,并明确提出工业锅炉平均运行效率提高5个百分点的目标要求。一、工业锅炉能效提升政策解读2、国家环境保护“十二五”规划 国发201142号 关于二氧化硫和氮氧化物减排:因地制宜开展燃煤锅炉烟气治理,新建燃煤锅炉安装脱硫脱销设施,现有燃煤锅炉要实施烟气脱硫,东部地区的现有燃煤锅炉还应安装低氮燃
4、烧装置。 关于颗粒物污染控制:20t/h以上的燃煤锅炉要安装高效除尘器,鼓励其他中小型燃煤工业锅炉使用低灰分煤或清洁能源。一、工业锅炉能效提升政策解读3、节能减排“十二五”规划 国发201240号 燃煤工业锅炉运行效率在2015年达到7075%,比2010年提高510%。 燃煤锅炉蒸发量大于35t/h且二氧化硫超标排放的,要实施烟气脱硫改造,改造后脱硫效率应达到70%以上。 促进煤炭清洁利用,重点区域淘汰低效燃煤锅炉。推广使用天然气、煤制气,生物质成型燃料等清洁能源。 实施燃煤锅炉节能改造,提高锅炉燃煤质量。因地制宜发展背压式热电联产或集中供热改造。一、工业锅炉能效提升政策解读4、重点区域大气
5、污染防治“十二五”规划 环发2012130号 实施特别排放限制。新建燃煤锅炉必须安装高效除尘、脱硫设施,采用低氮燃烧或脱销技术,满足排放要求。重点控制区内工业锅炉必须满足大气污染物排放标准中特别排放限制要求。 严格控制高耗能、高污染项目建设。城市建成区、工业园区禁止新建20t/h以下燃煤、重油、渣油锅炉及直接燃用生物质的锅炉,其他地区禁止新建10t/h以下燃煤、重油、渣油锅炉及直接燃用生物质的锅炉。 加大热电联供,淘汰分散燃煤锅炉。热网覆盖范围内的分散燃煤锅炉全部拆除,城市建成区、地级及以上城市市辖区逐步淘汰10t/h以下燃煤锅炉。到2015年,工业园区基本实现集中供热。一、工业锅炉能效提升政
6、策解读 改善煤炭质量,推进煤炭洁净高效利用。推进配煤中心建设,研究推广煤炭清洁、高效利用技术。重点控制区内没有配套高效脱硫、除尘设施的燃煤锅炉,禁止燃用含硫量超过0.6%、灰分超过15%的煤炭。 污染防治。容量在20t/h及以上的锅炉全部实施脱硫,脱硫效率达到70%以上;在重点控制区推进燃煤工业锅炉低氮燃烧改造和脱硝示范。积极采用天然气等清洁能源替代燃煤;使用生物质成型燃料应符合相关技术规范,使用专用燃烧设备;对无清洁能源替代条件的,推广使用型煤。4、重点区域大气污染防治“十二五”规划 环发2012130号一、工业锅炉能效提升政策解读5、大气污染防治行动计划 国发201337号 全面整治燃煤小
7、锅炉。加快推进集中供热,“煤改气”、“煤改电”,2015年底前,除用于必要的应急和调峰外,地级及以上城市建成区基本淘汰10t/h及以下燃煤锅炉,禁止新建20t/h以下的燃煤锅炉,其他地区禁止新建10t/h以下的燃煤锅炉。2017年底以前,化工、造纸等企业集聚区,集中建设热电联产机组,逐步取消分散燃煤锅炉。在供热供气管网覆盖不到的地区,改用电、新能源或洁净煤,推广应用高效节能环保型锅炉系统。一、工业锅炉能效提升政策解读5、大气污染防治行动计划 国发201337号 容量在20t/h及以上燃煤锅炉全部实施脱硫。 强化颗粒物治理,全面实施燃煤锅炉现有除尘器提标改造。 京津冀、长三角、珠三角等区域,20
8、15年底前基本完成燃煤锅炉的污染治理实施建设与改造升级,到2017年底基本完成燃煤锅炉天然气改造任务。 “三区十群”19个省(区、市)中的47个城市燃煤锅炉项目要严格执行大气污染物特别排放限值。一、工业锅炉能效提升政策解读6、燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案 发改环资20142451号 到2018年,推广高效锅炉50万蒸吨,淘汰落后燃煤锅炉40万蒸吨,完成40万蒸吨燃煤锅炉的节能改造,燃煤工业锅炉平均运行效率在2013年的基础上提高6个百分点。 除必要保留的以外,到2015年底,京津冀及周边地区地级及以上城市建成区全部淘汰10吨/时及以下燃煤锅炉,北京市建成区取消所有燃煤锅炉;到2017年
9、,地级及以上城市建成区基本淘汰10吨/时及以下的燃煤锅炉,天津市、河北省地级及以上城市建成区基本淘汰35吨/时及以下燃煤锅炉。一、工业锅炉能效提升政策解读6、燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案 发改环资20142451号 积极开展燃煤锅炉“以大代小”工作,重点开展燃烧优化、低温余热回收、太阳能预热,热泵技术、自动控制、主辅机优化和变频控制,改善水质及冷凝水回收利用等方面的节能技术改造。 地级及以上城市建成区禁止新建20吨/时以下的燃煤锅炉,其他地区原则上不得新建10吨/时及以下的燃煤锅炉。北京、天津、河北、山西、山东等地区地级及以上城市建成区原则上不得新建燃煤锅炉。新生产和安装使用的20吨/
10、时及以上燃煤锅炉应安装高效脱硫和高效除尘设施。提升在用燃煤锅炉脱硫除尘水平,10吨/时及以上的燃煤锅炉要开展烟气高效脱硫、除尘改造,积极开展低氮燃烧技术改造示范,实现全面达标排放。一、工业锅炉能效提升政策解读7、 2014-2015年节能减排低碳发展行动方案 国办发201423号 实施燃煤锅炉节能环保综合提升工程,2014年淘汰5万台小锅炉,到2015年底淘汰落后锅炉20万蒸吨,推广高效节能环保锅炉25万蒸吨,全面推进燃煤锅炉除尘升级改造,对容量20蒸吨/小时及以上燃煤锅炉全面实施脱硫改造。 落实差别电价和惩罚性电价政策:针对高能耗行业。 加大对节能减排的资金支持力度,促进资金投入与节能减排工
11、作成效相匹配;严格落实合同能源管理项目所得税减免政策;实施能效领跑者制度,适时将能效领跑者指标纳入强制性国家标准。一、工业锅炉能效提升政策解读8、 “十三五” 节能减排综合工作方案 国发201674号 到2020年,全国万元国内生产总值能耗比2015年下降15%,能源消耗总量控制在50亿吨标准煤以内。全国二氧化硫、氮氧化物排放总量分别控制在1580万吨、1574万吨以内。 “十三五” 期间燃煤工业锅炉实际运行效率提高5个百分点,到2020年新生产燃煤锅炉效率不低于80%,燃气锅炉不低于92%。工业锅炉能效限定值主要依据为2009年的国家标准:GB 24500-2009标准4.3为强制执行,其余
12、为推荐性的。4.3 工业锅炉能效限定值工业锅炉在额定工况下的热效率均应不低于表1表4中能效等级“三级”的规定。附加执行标准:GB/T 2900.48 电工名词术语 锅炉GB/T 10180 工业锅炉热工性能试验规定JB/T 10094 公用锅炉通用技术条件二、工业锅炉的能效限定及热效率GB24500-2009:基本概念工业锅炉:以煤、油、气为原料的,额定蒸汽压力大于0.04MPa,但小于3.8MPa,且额定蒸发量不小于0.1t/h的以水为介质的固定式钢制蒸汽锅炉和额定出水压力大于0.1MPa的固定式钢制热水锅炉。工业锅炉能效限定值:在标准规定测试条件下,工业锅炉在额定工况下所允许的热效率最低值
13、,按4.3条执行。工业锅炉节能评价值:在标准规定测试条件下,在额定工况下评价工业锅炉节能产品的热效率最低值,该值不能低于表1表4中2级的规定。工业锅炉能效等级:工业锅炉能效等级分为3级,其中1级能效最高。各等级锅炉在额定工况下的热效率值均应不低于表1表4的规定锅炉热效率:应按GB/T 10180中的规定进行测试。二、工业锅炉的能效限定及热效率液体燃料: Qar,net,p= 37.642 MJ/kg重油:黏度很高的石油(API重度低于20),轻油:黏度较低的石油,主要以高碳的碳氢化合物,包括芳香烃、烷烃以及环烷烃为主元素比例碳83 to 85%氢10 to 14%氮0.1 to 2%氧0.05
14、 to 1.5%硫0.05 to 6.0%金属20易着火及燃烧完全褐煤37易着火及燃烧完全二、工业锅炉的能效限定及热效率GB24500-2009:表1表4关键概念2、燃料热值及基准收到基(AS):即应用基,以包含水分、灰分和可燃质为100%干燥无灰基(DAF):即可燃基,以可燃质的成分作为计算基准燃料 = 灰 + 水 + 可燃组分收到基与干燥无灰基间的关系: AS = DAF(1-A-W)A:燃料中灰分所占的百分比W:燃料中水分所占的百分比高位发热量Qgr :计入燃烧后水蒸汽的潜热低位发热量Qnet:不计入燃烧后水蒸汽的潜热燃料的发热量二、工业锅炉的能效限定及热效率GB24500-2009:表
15、1表4关键概念2、锅炉的类型工业锅炉按燃烧方式分类层燃炉(炉排炉)煤粉炉(室燃炉)流化床锅炉煤粒度:625mm停留时间:10min燃烧温度:1100燃烧方式:煤层燃烧 800900 46m/s 烟气 800900 空气 燃料 石灰石 空气 煤粒度:60m停留时间:4s燃烧温度:1300燃烧方式:悬浮燃烧煤粒度:2mm停留时间:15min燃烧温度:850燃烧方式:沸腾燃烧二、工业锅炉的能效限定及热效率GB24500-2009:表1表4关键概念2、锅炉的类型炉型层燃炉循环流化床煤粉炉大型化能力不易大型化无限制无限制煤种适应性差好中负荷变化范围40%100%30%100%60%100%自动调节水平低
16、较高高污染物排放水平高低(低成本)低(高成本)锅炉效率85%91%92%二、工业锅炉的能效限定及热效率锅炉是吸收燃料燃烧所发出的热量而生产蒸汽的设备,它的热平衡主要是燃料热量的收支平衡,即燃料的热量应等于锅炉有效吸收的热量与各种损失的热量之和。锅炉热平衡123456锅炉效率及热损失分析二、工业锅炉的能效限定及热效率如果煤的发热量为Qar,net,pkJ/kg,锅炉燃烧的煤量为Bkg,则燃料的总热量为:BQar,net,p kW锅炉有效吸收的热量BQyx, kW固体未燃尽而损失的热量BQgt,kW,链条炉的固体未完全燃烧热损失常常高达15%, 不良操作及维护加重了该项的效率损失气体未燃尽而损失的
17、热量BQqt,kW,链条炉的气体未完全燃烧热损失约为1%2%排烟带走的热量BQpy, kW,排烟温度每升高10,锅炉效率损失0.5%0.7%锅炉外部冷却损失的热量 BQlq, kW灰渣物理热损失BQhz, kW锅炉效率及热损失分析二、工业锅炉的能效限定及热效率二、工业锅炉的能效限定及热效率锅炉效率:锅炉吸收燃料热量的效率,也是有效吸收热量的百分数二、工业锅炉的能效限定及热效率gl 100 (qgt + qqt + qpy + qlq + qhz)%锅炉效率及热损失分析q2:排烟q3:气体q4:固体q5:冷却q6:灰渣 05101520q2q3q4q5q6热损失, %典型煤粉炉与链条炉的热损失比
18、较链条炉煤粉炉二、工业锅炉的能效限定及热效率工业的锅炉节能:关键是降低排烟热损失以及机械热损失概述:目前我国工业锅炉以燃煤锅炉为主,锅炉平均运行热效率仅70%,比发达国家低10个百分点,节能潜力巨大;运行工况偏离设计工况,实际负荷偏低,煤质变动频繁,导致运行效率低于设计效率;重单机,轻配置:过分追求设备性能指标,而忽视调节特性;运行管理水平不高:节能环保意识不足,运行人员技术参差不齐,锅炉运行调节受人员水平影响较大:在炉型、煤种、用汽等条件相同的情况下,由于操作水平的差异,工业锅炉运行效率可相差310 个百分点,锅炉系统效率偏低:重主机,轻辅机,泵与风机缺乏负荷调节档次,辅机电耗过高;重设备,
19、轻仪表:缺乏与经济运行相关的监测仪表及装置,缺乏自控装置,只能人工主观判断;三、在役锅炉存在的主要问题三、在役锅炉存在的主要问题1、锅炉运行能效长期处于粗放管理状态 锅炉使用单位节能主体责任没有落实 运行成本占企业生产成本比重不大(纯供热企业除外),能效管理工作又是一项复杂的系统工程,因此,对如何提高锅炉能效不重视,投入太少。 锅炉能效管理没有制度化 除少数锅炉房有相应的能效管理制度并坚持执行外,大多数锅炉房缺乏锅炉节能管理制度。三、在役锅炉存在的主要问题2、锅炉燃烧设备有缺陷,辅机配套不合理 目前我国机械炉排普遍存在漏煤量偏大、侧密封不严等问题,严重影响炉内正常燃烧和锅炉运行热效率。 工业锅
20、炉辅机配套普遍偏大,造成不必要的资源和能源浪费。 锅炉燃烧设备有缺陷和辅机配套不合理带来的直接后果是过量空气难以控制。下表为上海市燃煤工业锅炉运行测试过量空气系数py统计平均值。锅炉容量(锅炉容量(t/h)1 12 24 45 56.5101020203535py平均值平均值4.184.184.114.113.703.703.433.433.363.362.492.492.672.67三、在役锅炉存在的主要问题3、监测、计量仪表及自动化装置配置较低 锅炉能效监测、计量仪表及装置不全 没有监测、计量仪表和装置,运行操作人员在锅炉运行调整时,往往缺少烟气氧量、炉膛负压、炉膛出口温度等锅炉运行参数的
21、支持,不能对锅炉的运行状态作出及时的判断和有效的调整,也就不能控制锅炉始终处于最佳运行状态。 工业锅炉自动控制系统配置水平低 大多数燃油、气锅炉配备了燃烧自动控制装置。大量燃煤锅炉没有配制燃烧自动控制装置,尤其是小容量锅炉。三、在役锅炉存在的主要问题4、使用单位运行管理和操作人员技术水平不高 大部分使用单位的锅炉房运行管理人员技术水平不高,缺乏相关的专业知识。 锅炉热效率低与锅炉操作人员技术水平差有非常密切关系,尤其是在当前锅炉运行检测仪表配备不齐全、自动控制水平低、煤质多变的情况下,主要是靠锅炉操作人员的经验来有效调整锅炉的燃烧工况和运行状态。在一个单位举行的操作比赛中,同一台4t/h锅炉,
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