可移动式锅炉能效排放性能实验平台的制作方法

1.本发明涉及锅炉能效及大气污染物排放控制技术领域，具体为可移动式锅炉能效排放性能实验平台。


背景技术：

2.锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。
3.锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
4.高原地区具有海拔高、空气压力低、空气稀薄等环境特点，随着海拔高度每升高1000米，大气压力下降约10千帕，空气密度下降约0.1千克每立方米，含氧量下降约0.3千克每立方米，这些因素导致锅炉在高原地区运行时可能会产生燃料燃烧不充分、烟气流动阻力增大、热效率降低、出力不足等问题，为此我们提出可移动式锅炉能效排放性能实验平台。


技术实现要素：

5.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了可移动式锅炉能效排放性能实验平台，以解决背景技术中提出的问题。
6.本发明提供如下技术方案：
7.可移动式锅炉能效排放性能实验平台，包括货车本体，所述货车本体上分别设置有再循环风机、鼓风机、燃烧器、热水锅炉本体、水处理设备、水箱、循环水泵、组合式节能器、空气预热器、补水泵和冷却塔，所述再循环风机的一端与燃烧器连通，所述热水锅炉本体的一端与燃烧器连通，所述鼓风机的一端与空气预热器连通，所述热水锅炉本体的另一端通过管道与组合式节能器连通，所述组合式节能器的顶部通过管道与补水泵连通，且管道上设置有阀门，所述补水泵的另一端与水箱连通，所述组合式节能器的顶部通过管道与循环水泵连通，且管道上设置有阀门，所述循环水泵的另一端与冷却塔连通。
8.优选的，所述再循环风机的另一端连通有连接管，所述连接管的另一端与组合式节能器上的烟道及其前后两侧烟道连通，且连接管上设置有五级烟气阀门，所述热水锅炉本体与组合式节能器之间的管道与连接管连通，且管道上设置有一级烟气阀门，所述组合式节能器靠近连接管的一端通过管道与连接管连通，且管道的数量为三个，管道上分别设置有二级烟气阀门、三级烟气阀门和四级烟气阀门。
9.优选的，所述使用方法包括如下步骤：
10.(1)、系统中补水至满水状态，水箱补水至满水状态，将货车本体开至海拔1500米
可测试位置，与实验台配套液化天然气车辆选定；
11.(2)、实验前检查热水锅炉本体进水阀、出水阀全开状态，补水泵打开补水至系统处于满水状态，排空系统管道内气体后关闭补水泵；
12.(3)、开启循环水泵，循环水泵运行正常，无异响；
13.(4)、开启冷却塔中冷水系统，确认冷水系统运行正常；
14.(5)、开启热水锅炉本体，燃烧器负荷设定在30％，记录此时的燃气压力、燃气温度和燃气流量；
15.(6)、热水锅炉本体稳定运行1小时后，采用外部设备测量热水锅炉本体循环水流量、进水温度、出水温度、排烟温度和烟气组分相关数据；
16.(7)、开启一级烟气阀门并关闭二级烟气阀门、三级烟气阀门、四级烟气阀门和五级烟气阀门，开启再循环风机，观察热水锅炉本体出水温度、排烟温度、烟气组分中氧气、一氧化碳和氮氧化物的变化，在确保烟气中氧量和一氧化碳无明显变化、锅炉运行无明显振动的情况下，氮氧化物下降至80mg/m3时，记录热水锅炉本体循环水流量、进水温度、出水温度、排烟温度和烟气组分相关数据；
17.(8)、继续加大再循环风机频率，观察热水锅炉本体出水温度、排烟温度、烟气组分中氧气、一氧化碳和氮氧化物的变化，在确保烟气中氧量、一氧化碳无明显变化和锅炉运行无明显振动的情况下，氮氧化物下降至50mg/m3、30mg/m3时，分别记录热水锅炉本体循环水流量、进水温度、出水温度、排烟温度和烟气组分相关数据，在记录烟气组分时，依次打开二级烟气阀门，关闭其它烟气阀门，打开三级烟气阀门，关闭其它烟气阀门，打开四级烟气阀门，关闭其它烟气阀门，打开五级烟气阀门，关闭其它烟气阀门；
18.(9)、加大燃烧器负荷设定在40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％，记录此时的燃气压力、燃气温度和燃气流量，重复步骤6、7、8、9的相关内容；
19.(10)、整理测试的全部数据，统计并研究在同样燃料消耗量的前提下，不同海拔高度对锅炉的能效、大气污染物的排放之间的关系。
20.本发明提供了可移动式锅炉能效排放性能实验平台，有益效果如下：
21.1、本发明中热水锅炉与冷却塔之间水系统闭环运行，运行过程中介质水损耗较少。
22.2、本发明中烟气再循环风机采用变频方式控制，可以实现烟气再循环率0-30％之间的不同风量的变化。
23.3、本发明可以在不同海拔地区进行锅炉能效环保测试。
附图说明
24.图1为本发明结构示意图。
25.图中：1、燃烧器；2、热水锅炉本体；3、组合式节能器；4、鼓风机；5、空气预热器；6、水箱；7、补水泵；8、水处理设备；9、货车本体；10、冷却塔；11、循环水泵；12、五级烟气阀门；13、四级烟气阀门；14、三级烟气阀门；15、二级烟气阀门；16、连接管；17、一级烟气阀门；18、再循环风机。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
28.可移动式锅炉能效排放性能实验平台，包括货车本体9，货车本体9上分别设置有再循环风机18、鼓风机4、燃烧器1、热水锅炉本体2、水处理设备8、水箱6、循环水泵11、组合式节能器3、空气预热器5、补水泵7和冷却塔10，再循环风机18的一端与燃烧器1连通，热水锅炉本体2的一端与燃烧器1连通，鼓风机4的一端与空气预热器5连通，热水锅炉本体2的另一端通过管道与组合式节能器3连通，热水锅炉本体2的顶部通过管道与补水泵7连通，且管道上设置有阀门，补水泵7的另一端与水箱6连通，热水锅炉本体2的顶部通过管道与循环水泵11连通，且管道上设置有阀门，循环水泵11的另一端与冷却塔10连通。
29.使用方法包括如下步骤：
30.1、系统中补水至满水状态，水箱6补水至满水状态，将货车本体9开至海拔1500米可测试位置，与实验台配套液化天然气车辆选定；
31.2、实验前检查热水锅炉本体2进水阀、出水阀全开状态，补水泵7打开补水至系统处于满水状态，排空系统管道内气体后关闭补水泵7；
32.3、开启循环水泵11，循环水泵11运行正常，无异响；
33.4、开启冷却塔10中冷水系统，确认冷水系统运行正常；
34.5、开启热水锅炉本体2，燃烧器1负荷设定在30％，记录此时的燃气压力、燃气温度和燃气流量；
35.6、热水锅炉本体2稳定运行1小时后，采用外部设备测量热水锅炉本体2循环水流量、进水温度、出水温度、排烟温度和烟气组分相关数据；
36.7、开启一级烟气阀门17并关闭二级烟气阀门15、三级烟气阀门14、四级烟气阀门13和五级烟气阀门12，开启再循环风机18，观察热水锅炉本体2出水温度、排烟温度、烟气组分中氧气、一氧化碳和氮氧化物的变化，在确保烟气中氧量和一氧化碳无明显变化、锅炉运行无明显振动的情况下，氮氧化物下降至80mg/m3时，记录热水锅炉本体2循环水流量、进水温度、出水温度、排烟温度和烟气组分相关数据；
37.8、继续加大再循环风机18频率，观察热水锅炉本体2出水温度、排烟温度、烟气组分中氧气、一氧化碳和氮氧化物的变化，在确保烟气中氧量、一氧化碳无明显变化和锅炉运行无明显振动的情况下，氮氧化物下降至50mg/m3、30mg/m3时，分别记录热水锅炉本体2循环水流量、进水温度、出水温度、排烟温度和烟气组分相关数据，在记录烟气组分时，依次打开二级烟气阀门15，关闭其它烟气阀门，打开三级烟气阀门14，关闭其它烟气阀门，打开四级烟气阀门13，关闭其它烟气阀门，打开五级烟气阀门12，关闭其它烟气阀门；
38.9、加大燃烧器1负荷设定在40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％，记录此时的燃气压力、燃气温度和燃气流量，重复步骤6、7、8、9的相关内容；
39.10、整理测试的全部数据，统计并研究在同样燃料消耗量的前提下，不同海拔高度对锅炉的能效、大气污染物的排放之间的关系
40.天然气通过扩散燃烧方式的燃烧产生高温的烟气，烟气与热水锅炉本体2、组合式节能器3换热后放出热量排出。
41.扩散燃烧方式为燃气与空气分别送入燃烧室内，燃气与空气中的烟气边扩散混合边燃烧的燃烧方式，试验装置配套为鼓风式扩散燃烧器，包括单独的鼓风机4、燃烧头、控制系统、再循环风机18。
42.热水锅炉本体2为卧式内燃的布置方式，锅炉壳体两侧面有与波形炉胆之间连接的观火孔、温度测点孔及压力测点孔。
43.可移动式能效排放实验平台采用dcs控制系统，燃烧器1为全自动比例调节控制，再循环风机18为变频控制。
44.实施例一：
45.1、系统中补水至满水状态，水箱6中补水至满水状态，将测试可移动货车开至海拔2000米可测试位置当地有380v动力电，与实验台配套液化天然气车辆选定；
46.2、重复步骤2-4的相关内容后，将天然气消耗量调整至步骤5的状态，在不改变燃烧器1和鼓风机4频率的情况下，确认热水锅炉本体2烟气中氧量和一氧化碳的含量，如果数据与步骤5中烟气中氧量与一氧化碳含量基本一致，重复步骤6、7、8的相关内容，如烟气中氧量比步骤5氧量明显偏低，烟气中一氧化碳含量比步骤5一氧化碳量明显偏高，需加大鼓风机4频率至烟气中各中气体组分与步骤5烟气中组分相近，重复步骤6、7、8的工作；
47.3、按照步骤9的燃气流量分别调整热水锅炉本体2的运行参数，按照步骤2的步骤操作并记录相关数据。
48.实施例二：
49.(1)、系统中补水至满水状态，水箱6中补水至满水状态，将测试可移动货车开至海拔2500米、3000米、3500米、4000米、4500米(海拔高度根据现场实际情况确定，尽量保证变化梯度一致)可测试位置(当地有380v动力电)，与实验台配套液化天然气车辆选定；
50.(2)、重复序号实施例一的相关步骤并记录相关数量。
51.以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。