工业效率

在发电厂吹锅炉吹烟尘

本月审计

在哪里: 美国中西部
工业: 燃煤电厂
问题: 年长的压缩机技术
审计类型: 供应和需求方面
系统审计之前
营业时间: 8,760小时
功率成本(kWh): $ 0.06.
低压空气(100 psig):
灰空气: 1,469 scfm.
控制空气: 1212年scfm
站空气: 2,334 scfm.
小计: 5020年scfm
高压空气(300 psig): 7,480 scfm.
总空气流量: 12,500 scfm.
总能源成本: $ 2,449,876
审计行动:
  1. 锅炉烟灰吹最佳实践
  2. 安装新的1500马力,离心式空气压缩机更有效的下降300 psig空气。
审计结果
低压空气(100 psig): 4020年scfm
高压空气(300 psig): 6,730 scfm.
总空气流量: 10,750 scfm.
减少空气流量: 1,750 scfm.
总能源成本: 1062238美元
节能总节能: $ 1,387,6​​38
节能%: 43%
项目成本: 1462700美元
简单的回报: 12.6个月

锅炉吹灰最佳实践指南

公用事业公司使用蒸汽或高压空气多年来一直在清洁锅炉。过去,当使用空气时,由于锅炉的尺寸和所用燃料的合理质量,需要相对少量的清洁。

在过去的几十年中,建造了较大的发电站,燃料质量劣化,需要更少量的清洁循环。

通过这些变化,当空气清洁时,较大的压缩机成为必要性。由于其相对较小的容量,初始成本,高安装成本和多个压缩机安装的空间要求,往复式压缩机无法在较大容量中竞争更大的能力。离心式压缩机已用于自20世纪50年代初以来的有限的烟灰吹,但早期高压设计的可靠性和效率留下了很大的需求。

从19世纪60年代后期到20世纪80年代初,压缩机制造商在开发高压,多级离心空气压缩机方面取得了很大的进步,利用离心技术和制造能力的进步。它们以高压单元(300至500psig)的效率,可靠性和紧凑性扩展了这些进步。这使得它们是经济大容量,高压压缩空气的最可行的选择,例如在烟灰吹制系统中所需的选择。

锅炉吹灰的空气与蒸汽

一般来说,烟气鼓风机制造商的舞蹈,随着一些修改,将处理清洁介质蒸汽或压缩空气。

清洁能量通常被定义为:

流体马力= WV (p144)/33,000

其中:w在lbs / min中流动
v在FT3 / LB中是特定的体积
p是喷嘴的psig

这种流体马力在撞击点涉及与表面烟灰的反射点相同。这种关系被称为“峰值冲击压力”。

适用于空气的喷嘴或设计用于蒸汽的另一个喷嘴将同样有效地清洁面积。下面列出了用于确定锅炉清洁介质的其他更重要的标准:

  • 地理位置——一个有优质水源的地区可能更容易使用蒸汽。
  • 由于化学处理水的高成本,水化学硬水的水化学硬水将是蒸汽清洁系统的损害。
  • 蒸汽或空气的容量 - 由于操作变化导致的蒸汽或空气过量可能影响包括操作员熟悉和与任何一种介质的舒适性的决定。

从经济角度来看空气和蒸汽:

蒸汽与空气经济学

空气

蒸汽

运营成本 近似相等,但取决于所用蒸汽的质量和氢₂0构成的质量
初始投资成本 购买压缩机是一个大的负面 蒸汽容量可以以适度的成本内置或可能已经可用
管道成本 空气管道通常比蒸汽便宜 管道绝缘,蒸汽疏水阀,滴水腿等蒸汽系统非常昂贵。
可靠性 获得恒定持续使用的足够可靠性需要冗余压缩机 只要锅炉运行,可用的蒸汽
管道和系统的帆船 空气管道通常维修费用低 蒸汽管道SISTEM需要更高的维护
设备维修 新的压缩机增加了维护所需的努力 锅炉已经在维修了
卸载能力当不需要时 较大的马力离心式压缩机不容易关闭短暂的持续时间,并且通常必须保持效率低下 蒸汽很容易关闭和打开

部署专用的低压空气压缩机

通常是因为大型马力高压压缩机不能轻易关闭并且也必须运行低压(100psig)植物,从高压接收器中取出服务和仪器空气,该高压接收器被调节到低压。与运行专用的低压压缩机相比,这是非常效率的。

在最近在中西部发电厂的压缩空气审计中,我们开发了以下数据配置文件。所有费用均基于电厂销售电力价格$ 0.06 / kWh每年8760小时。这里的渐进思维是“如果你不使用能量产生电力 - 你可以卖掉它”。

所有压缩空气高压和低压都由高压“烟灰吹压缩机”提供,12,500件SCFM,每年电能成本为195.99美元/年或每年2,449,876美元。

低压系统自1990年代中期以来一直由高压离心机提供,并被调节到100 psig级。最初,低压空气需求相对较小,使用可调节的低压更有意义,而不是启动另一台低压压缩机,仍然无法关闭三台2000 HP高压离心机中的任何一台。实际上,低压空气压缩机将打开,而大马力离心将进入“吹出”,没有净输入能源节省,可能净增加压缩空气供应。在过去的十年中,低压需求增加,公用事业要求我们评估整个系统。通过测量和观察,我们得到了以下需求概况:

估计低压需求:
灰烬空气 1469 SCFM.
控制空气 1212 SCFM.
车站的空气 2334 SCFM.
全部的 5020年scfm


估计高压需求: 7480年scfm
总空气流量 12,500 scfm.

在审计和实施结束时,空中保护计划将其降至:

低压空气 4020年scfm
高压空气

6730 SCFM.

对于VSD驱动装饰单元的6000个SCFM基础负载压缩机,满足了这种低压需求。通过运行2000个HP原始单位之一和具有25%倾斜的新增1500 HP较小的离心机,满足了高压空气(300psig)需求的剩余6730。然后,较新的单位的功率效率更高,然后原来具有近15%的有效调节。

  • 由于更好的制造和先进的设计,新的1500 HP压缩机比1995年较旧的单位更加动力。
  • 较小的离心率为更有效的调节,以75%的流量,80%的功率和通常“吹除了”的需求。此前,这三个较旧的单位全部运行通常在“吹掉”中,这提高了大约20%的总高压效率
  • 低压明显地以更好的特定功率生产。与先前的高压空气调节下来的增长率为48%。
  • 总的节省,每年减少43%的电能成本或$1,387,638。项目总成本为146.27万美元,简单回报一年多一点(12.6到12.2个月)

其他烟灰吹的操作考虑因素:

管侵蚀

当用蒸汽作为清洗介质,吹灰器启动吹灰循环时,通常在吹灰器和蒸汽之间有一个温差。当这种情况发生时,蒸汽凝结,水柱从吹灰器的喷嘴喷射出来。经过反复的循环,段塞可能会腐蚀锅炉中的管道,需要堵塞管道并最终更换。与压缩空气系统相比,蒸汽系统中的管道腐蚀往往是一个更严重的问题。

烟灰吹循环和考虑因素

清洗周期是一段时间,在这段时间内,要求的鼓风机按照预先安排的顺序进行循环,以便在一段时间内清洗锅炉的给定区域。许多变量交织在一起决定一个循环,其中一些是:

  • 锅炉的大小
  • 清洁时间段
  • 使用的燃料类型和质量
  • 吹制方式(堆叠或单吹)
  • 最高吹灰器容量要求
  • 人员偏好给定的时间段。
    • 增加或减少可伸缩长喷枪(吹灰器)的线性行程率。
    • 壁面鼓风机转数的增加或减少。
    • 增加或减少喷嘴/变化或改变喷嘴的压力
    • 尽可能在平行吹扫系统。
    • 加快控制序列,其中一个鼓风机开始在先前缩回之前在锅炉中延伸到锅炉中。
    • 对IR棒的修改以允许在折射率下较低的压力使用足以冷却。
    • 压力损失减少的控制阀/调节器的变化。
    • 主歧管系统空气压力
    • 个人飞行的空气压力互锁
    • 空气流向矛盾。

其中大部分是可变的,应该在编写系统规范之前详细考虑。鼓风机安装后可以减少或扩大循环的一些方法是:

典型的条形图 - 具有堆叠的典型压缩空气烟灰系统:

Jim Wood,Patti Van der Meer,以及西北设备的Sid Van der Meer(业主)

    “堆叠注意事项”-尽可能操作并联鼓风机。

    在使用壁鼓器使用的同时,在吊坠再加热表面吹入悬挂式再热表面方面是较差的。可以布置控制系统,因此将永远不会发生这种情况。随时吹气液,通常对锅炉没有令人不安的影响,也没有吹出任何水平锅炉表面,该水平锅炉表面通常包括初级再热器,过热器和节能器表面。
    “堆垛”的概念有助于水平负荷的压缩空气系统可能产生一些问题的锅炉,有明显的温度偏差。较大的锅炉镦粗的幅度要小得多。不同枪的压力要求差别很大。正常范围是135至260 psig鼓风机喷嘴。压力与给定区域和冷却要求所需的清洁能量(PIP)有关。
    在锅炉的较高温度区域中冷却长可伸缩臂使用基本上更大的空气来冷却而不是用于清洁和更高的压力。通常需要用于长可伸缩臂的高压以适应与高流量速率和长长的鼓风机相关的压降。长可伸缩手术的典型冷却要求是:

    长度 近似冷却要求
    40英尺 6,000 scfm或更多
    50英尺。 9,000 scfm或更多

    对于通过吹灰器的管道系统和控制阀产生的较大压降,通常需要谨慎地选择所需的压缩机压力。从压缩机排放到吹灰器喷嘴的总压降可能高达100 psig。枪口的控制阀可能丢失了大约50磅。这通常是可恢复的。

    壁鼓器或红外鼓风机

    壁鼓器用于清洁炉壁,可能会使用大约2,200至2,300 SCFM。壁鼓器通常根据整体循环以一个或多个对操作。它们的基本工作是减少锅炉上层积聚在管道上的炉渣和过热区域。当炉渣积聚在管道上,传热速率降低,这将降低到系统过热部分的蒸汽的温度,因此降低了系统的整体效率。
    壁式鼓风机的正常循环开始在通电并向炉中移动到其最外侧位置,其中控制阀打开和空气开始流动。从零到全流动需要三秒钟。壁式鼓风机根据所需的清洁量旋转一次或多次,然后控制阀在三秒钟内闭合,鼓风机缩回到墙壁中。

    壁式鼓风机循环的时间大约是三到六分钟,并且壁式鼓风机之间的零流的周期流到空流动到流动的空气流向流动的时间可以高达正常序列的1秒。如果需要通过重叠减少循环时间,这可能会减少。

    长可伸缩的伸展或红外鼓风机

    长可伸缩鼓风机用于清洁吊坠型辐射表面和高温区域中的对流表面以及对流通过,以减少锅炉墙壁上的炉渣积聚和温度控制。这些区域通常在超级加热器,再热器和节能器部分中。
    当喷枪通电并延伸到锅炉中时,长可伸缩的喷枪循环开始,并且空气从控制阀从三秒钟延迟流动。矛枪向外行进并同时旋转。根据清洁和温度区要求,线性速度从每分钟65到150英寸。

    长可伸缩的喷枪清洁模式

    长可伸缩伸出的距离随锅炉尺寸而变化,锅炉宽度的一半。冷却对于这些矛盾非常关键,因为它们可以在高达2,000_F的温度区域中操作,并且从锅炉壁的一侧悬臂。

    空气加热器

    长可伸缩鼓风机也常用于空气加热段。有时在空气加热器部分可以使用“摇臂”式鼓风机。这将使用一个较低的规模的压缩空气,但通常需要一个较长的周期。

    系统互锁

    可以在烟灰吹系统上提供几种安全互锁。可以使用下面列出的一个或多个互锁:
    这些安全联锁用于防止由于低压或气流对喷枪造成损坏,特别是当喷枪在锅炉中操作时,可伸缩的长喷枪。
    Lance的损失将降低锅炉效率,最终会导致工厂停机。


    更多信息请联系汉克范奥默