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(1)冷却效果不好,出冷却机熟料温度高达200~260℃,熟料和余风带走的热量高,热耗上升;(2)由于熟料温度长期过高,受窑偏析的影响细料侧纵梁出现受热变形,加之托轮、导向轮的磨损,导致篦床出现跑偏现象;(3)篦板与盲板间隙大,运行时漏料严重,带来设备安全运行隐患;(4)因熟料温度过高,导致破碎机锤头、熟料输送皮带等的使用寿命缩短,同时影响后续水泥粉磨系统的产量;(5)细料侧常有“红河”现象出现,侧边的篦板和盲板磨损严重,使用寿命短。
2原因分析
(1)产量提高后,篦床面积小,总风量偏少;(2)高温区的风量少,导致急冷效果差;(3)篦板间的缝隙以及篦板与盲板的间隙过大,造成严重漏料和气流短路;(4)风室间隔墙板密封失效,窜风严重。
3技术改造
针对冷却机存在的问题,厂方决定对篦冷机进行技术改造,提高热回收效率,改善冷却效果,消除设备故障隐患。降低熟料温度主要从三个方面着手解决,一是适当增加风量,优化风的分配;二是从结构上改变冷却方式;三是增加篦床面积提高篦冷机的能力。高温区温差大,热交换效果好,此处增加风量能提高急冷效果,增强热回收,但要注意冷风不能掺入过多,否则会造成二、三次风温降低,甚至影响窑系统煅烧。改变冷却方式是指在高温区将风室供风变为充气梁供风,从而达到强制冷却的效果。但充气梁不宜增加过多,否则会导致电耗升高,同时还要注意充气梁与风室间风压的匹配。增加篦床面积对提高设备性能是最为直接有效的。本着投资小、效果好的原则,结合冷却机实际运行情况,最终确定的技改方案如下:(1)将一段篦床从2.7m加宽至3.3m,面积增加5.6m2;将第室的矮墙减薄,面积增加1.8m2,使其总面积增加7.4m2。更换相关的篦板梁和篦板,现场修改上、下壳体和顶板,更换新的风管系统。(2)下料口固定篦床改为TCH型高效急冷模块,该模块采用多单元供风模式。每个单元配置独立风管和调节阀门,根据各区域料层厚度和熟料颗粒的不同调节风机阀门开度,使熟料在下料口得到最佳的骤冷效果。(3)高温区固定梁改为充气梁,同时更换相应的篦板,并配套加装独立的充气梁供风系统,加速熟料在该区域的冷却。(4)高温区细料侧设置通风侧吹盲板,保护边上的篦板,减轻红河带来的影响。(5)修复活动框架,更换已变形的纵梁,篦床重新找正。(6)更换阻力偏大的进风管道,降低压损。(7)优化风机配置,以适应提产的需求。(8)检修漏料锁风系统,减少风室漏风。(9)换上新型的活动框架纵梁穿过隔室的密封装置,避免风室间的窜风现象。
4调试过程
此次调试过程中,对冷却机的控制进行了调整。(1)由于篦床面积增加,一段传动转速降低了3~5转,确保二室压力在4.3~4.6kPa;(2)由于产量增加,二段转速增加2~3转,确保五室压力在1.7~1.9kPa;(3)此次技改后,额定风量增加79300m3/h,但实际用风量经计算只增加20000~35000m3/h。调试时对风机风门进行了合理调整,调整原则是:确保窑运行稳定,高温段风门大,低温段风门小,风量必须合理,风量过小则冷却效果差,窑内燃烧不充分,风量过大则火焰不稳定,即通常讲的坏“火头”。通过实践目前已确保风机风门控制合理。(4)此次冷却机技改增加风机4台,调整3台位置,额定风量增加79300m3/h,风机功率增加365kW。改造前,窑运行过程中,冷却机10台风机的风门都是全开98%,由于头排和高温风机功率并没有提高,加上窑系统用风量要非常合理,改造后,为确保稳定煅烧,投料量在175t/h时,新增加的4台风机如此配置:侧吹盲板风机G3门为15%,固定充气梁风机G12风门为70%,二室和三室两台串联在一起作充气梁风机,即G36和G37风门都为70%;原风机风量配置如下:一室风机、二室风机、充气梁G8和充气梁G9控制在80%,三室风机风门70%,四室风机风门60%,五室风机风门40%,六室风机风门30%。当产量提高到180t/h时,所有风机风门依次增加5%;当产量提高到185t/h时,所有风机风门再提高3%;当产量提高到188t/h时,所有风机风门再增加2%,侧吹盲板风机G34不调整。改造后的风机配置可以满足3000t/d产量,提产空间十分富余。
5效益分析
(1)提高熟料产量2.5~3.0t/h;(2)风机功率增加365kW,熟料电耗=(62.5×2750+365)/2810=61.3kWh/t,相比改造前下降1.2kWh/t,年运转率按300d,每年节约电费60.7万元;(3)耐热皮带技改前每年需要700m,改造后只需200m左右,节约15万元;(4)由于熟料冷却效果好,易磨性提高,水泥磨提产5~10t/h;(5)技改后冷却机地坑几乎不漏料,每年减少劳务费5万元左右;(6)熟料实物煤耗下降3~5kg/t,原煤按800元/吨计算,每年节约原煤费用269.8万元。
6结语
乙烯存储过程中产生的BOG主要来自卸船时管道吸热产生的BOG,储罐吸热产生的BOG,大气压变化产生BOG以及液体充装时产生的BOG。前两者的BOG量可以通过保冷措施来降低。通常管道保冷有聚苯乙烯泡沫、泡沫玻璃、聚乙烯泡沫、硬质聚氨酯泡沫(PUR)、聚异氰脲酸酯(PIR)、酚醛泡沫等。由于PUR和PIR具有导热系数低,绝热性能好的特点,比较适用于低温管道的保冷。PIR的使用温度范围广,PUR最高使用温度在-65~80℃,因此低温管道做双层保冷,内层为PIR,外层为PUR。保冷厚度计算可采用表面温度法、最大允许冷损法和经济厚度计算法。储罐保冷一般內罐采用泡沫玻璃等支撑,罐壁夹层采用珠光砂和弹性玻璃棉毡;吊顶采用玻璃纤维或矿棉绝热。保冷厚度计算以储罐日蒸发量不大于0.08%为设计基础。
2冷量回收
传统的低温乙烯流程见流程图1,即系统产生的BOG通过BOG压缩机压缩,冷冻机冷凝后进行减压闪蒸,闪蒸气体回BOG压缩机二段,闪蒸液体回低温乙烯罐。当下游需要气相乙烯时,通过改变工艺流程来降低系统的能耗。下面以某项目为例,比较5种工艺流程下的能耗。
2.1乙烯直接蒸汽汽化
低温乙烯经输送泵加压后,进入汽化器加热至20℃后,送至下游装置。
2.2乙烯换热器交换(有闪蒸)
BOG压缩机加压后的BOG与泵出口的乙烯进乙烯冷凝器进行热交换,冷凝后的压缩液体进闪蒸罐闪蒸后气体回压缩机二段入口,液体回低温乙烯罐。换热后的低温乙烯再进入乙烯汽化器升温至20℃后送至下游装置。
2.3乙烯换热器交换(无闪蒸)
BOG压缩机加压后的BOG与泵出口的乙烯进乙烯冷凝器进行热交换,冷凝后的压缩液体直接回低温乙烯罐。换热后的低温乙烯再进入乙烯汽化器升温至20℃后送至下游装置。
2.4换热器、节能器交换
泵出口的低温乙烯分别经过乙烯节能器及乙烯冷凝器进行热交换后,再进入乙烯汽化器升温至20℃后送至下游装置。
2.5乙烯空温汽化器
低温乙烯在进入汽化器之前,先经过乙烯冷凝器和空温汽化器汽化后,直接进入乙烯过热器升温至20℃后送至下游装置。
3能耗分析
明确燃气节能技术的基本应用以及工作的核心方向,是真正意义上实现制度创新和建设事业改革的关键点。在燃气节能技术理念之中基本的宗旨是全面的降低能耗,并且很好的遵循节能技术的基本标准,对周围的环境实现有效的控制。在工业设计之中实现节能减排,一方面要符合当前环境发展的切实需求,另外一方面还可以更好的运用其中剩余的能源,实现资源的重复利用,现在天然气作为一种高效、清洁的优质燃料已被世界各国广泛采用,特别是其对环境保护所起的作用已越来越受到人们的重视。目前,我国城市燃气的气源主要包括人工煤气、天然气和液化石油气,近年来,我国大力发展天然气事业,全国城市燃气的气源结构发生了很大变化,天然气将逐步取代人工煤气和液化石油气,成为城市的主气源。所以在天然气转换工程中应全面分析现有输配系统中存在的问题,采用更新改造和加强巡查相结合的方法,最大限度地利用现有管网、设备、燃具,既考虑转换的安全性,又严格控制转换工程的投资;尽量减少转换工程对燃气用户的不利影响从而提高利用率。
2制定完善的燃气节能管理制度
完善各项规章制度,应当结合当前燃气节能技术的基本情况,提升工作措施的执行力度。此外还应当建立起高效以及完善的管理政策,对于企业的控制和各项方案的实施管理,应当起到关键性的作用。在政策和措施的制定过程当中应当很好的明确各个部门的工作职责以及工作的义务方向,在节能性技术措施的制定过程之中,应当通过量化分析的方式,进行方案的整理和改良,同时还应当建立起长效的工作机制,不断的增强和提升工作的执行力度和控制的力度,为更好的实现企业的建设发展奠定坚实基础,针对方案以及制度报告的编写,应当结合当前的实际情况加以分析,同时增强对法律制度的分析和研究,在符合工作基本环节的基础上,旨在以此为基础更好的实现对燃气节能技术的改革和创新,保证燃气节能技术的稳步实施。
3加强输送管道管理