关于工业锅炉的节能降耗浅析

摘要：由于人们的管理意识、管理水平不高，节能监管体系不到位，加之设备本身存在的问题，导致工业锅炉运行效率偏低，能源浪费严重。因此，应当引起我们的高度重视，同时我们也看到，工业锅炉节能潜力是很大的。

关键词：锅炉；节能；排污

中图分类号：U676.3 文献标识码：A

一、工业锅炉浪费能源的主要表现

1.锅炉热效率低、耗煤量大。据调查，我国工业锅炉实际运行效率：燃煤工业锅炉总体平均热效率在60%—65%左右，比发达国家低20个百分点左右，耗煤量大。燃油（气）锅炉在80%—85%左右。

2.耗电量较大。锅炉辅机附属设备配套不当、运行调节不当，造成电耗增加。配套不当比较普遍，运行调节不好更普遍。如：某2t/h锅炉配套6t/h锅炉引风机，功率增加约3倍，由每小时7.5KW增加到22KW，电耗176度/天，比正常多耗电100多度/天。

3.蒸汽不能有效利用，跑、冒、滴、漏严重，凝结水回收率低。据计算在蒸汽管道上一个仅仅2mm的小孔，当工作压力为0.7MPa、24小时连续泄漏时，损失的蒸汽热量折算成标准煤一年就达到60多吨。

二、造成工业锅炉能耗增加的主要原因

1.锅炉设计制造水平低。如：受热面不足、炉拱配合不好、烟速选取不合适。辅机与附属设备，如：风机效率不高、炉排漏煤等。

2.锅炉低负荷运行

工业锅炉长期以来一直存在“大马拉小车现象”，绝大多数锅炉处于低负荷运行状态，而且很多不是连续运行。据调研，工业锅炉平均负荷率在50%—70%，有的甚至达不到50%。锅炉在额定负荷下稳定连续燃烧时热效率最高。锅炉超负荷运行时，由于燃料量必须增加，煤层加厚，炉排速度加快，导致固体不完全燃烧损失增加（q4）。同时送风量也必须加大才能满足负荷增加的需求，这必然使一部分气体没有完全燃烧就随烟气排走了，气体不完全燃烧损失增大（q3），冒黑烟。低负荷运行时——燃煤量减少，炉内温度降低，使燃烧工况变坏。燃烧速度减慢，固定碳燃烧变得更加困难，炉渣含碳量增加，这样就使不完全燃烧损失和排烟热损失增加。当锅炉负荷只有50%时，因炉内温度大幅降低，难以维持稳定燃烧。

3.煤种多变且煤质差。

4.运行管理水平低，运行操作人员整体素质差。

5.锅炉水处理不达标

有资料介绍，锅炉受热面结有1mm水垢，燃料就增加3%-10%。2010年六盘水市蒸汽锅炉检验中发现，锅炉结有水垢的比例为40%。

6.锅炉积灰也严重影响锅炉热效率。

7.锅炉辅机附属设备配套不当

辅机附属设备主要指锅炉的配套与实际运行差别很大，造成电能消耗非常大，这是锅炉电耗增加的关键所在。锅炉厂在设计时，总是要选的大一些、保守一些，因此辅机配套功率普遍偏大。而实际又是低负荷运行，进一步造成耗电量增加。

8.监测仪表不全，自控水平低。

锅炉运行检测仪器仪表不全，特别是缺少监控经济运行参数的仪表。如：燃料计量装置、汽和水流量计、温度计等普遍没有安装。

9.节能管理没有形成监督机制。

锅炉节能管理起步较晚，没有形成一套严格的管理与监督机制。缺乏完善的节能标准和相应的节能政策，监管远远不到位。

上述原因是造成锅炉效率低、能耗增加的主要因素。是锅炉节能需要研究和解决的问题。

三、工业锅炉节能的途径

（一）立法、建立完善的节能法规、监督监管体系。目前锅炉节能法制不够健全，虽然《能源法》、《条列》修改后增加了部分内容，但监管依然没有形成体系。因此，要切实做好节能工作，必须立法、建立完善的法规、监管体系。采取必要的强制措施。

（二）开发节能技术产品。要从产品设计环节控制，开发节能减排技术产品，做到产品“优生”。不能把问题留在使用环节。

（三）提高现有锅炉效率的途径

1.提高锅炉的燃烧效率

锅炉的燃烧效率表征燃料完全燃烧的程度，燃烧越完全燃烧效率越高。燃烧越充分，q3、q4损失越少。燃料充分燃烧的三个条件：a.足够量的空气，燃料与空气充分混合；b.足够的炉膛温度，使燃料的燃烧反应能迅速进行；c.燃料在炉膛内有足够的停留时间，使燃料与氧能得到充分反映。

根据上述三个条件，可采取以下措施强化燃烧：a.合理送风和调节风量，控制过剩空气系数（α），合理送风是强化燃烧的关键，送风——克服送风系统阻力、炉排阻力及煤层阻力，保证燃烧所需的空气量。送风量小（α过小），满足不了燃烧所需的空气，燃烧不完全，q3、q4损失增加；若空气量太大（α过大），炉膛温度降低，燃烧不好，损失加大。因此，送风量或过剩空气系数一般经过燃烧送风调整试验确定，找到一个最佳值；b.维持炉膛温度。炉膛高温是燃料迅速燃烧的条件。

2.对于一些在用锅炉，可以进行一些节能改造

（1）给煤装置改造。分层给煤燃烧，一般可提高效率4%—5%。投资少、见效快。

（2）炉拱改造。对于火床炉，炉拱对燃烧影响最大。炉拱的作用有三个：a.使进入炉膛的煤引燃着火；b.迫使主燃区后部高温烟气流向炉排前部，提高前拱温度，保证点火燃烧所需的热量，强化引燃，提高炉膛温度；c.强化炉内烟气流的混合与搅动，强化燃烧。概括讲，燃用挥发份较高的优质煤时，一般采用较高的炉拱；燃用劣质煤时，一般采用较低、较长的后拱。炉拱改造是锅炉燃烧系统改造的重要内容，投资少、见效快。

（3）燃烧系统改造——采用气、煤混烧技术。在炉膛适当部位喷入燃气助燃。可以提高炉膛温度，强化扰动，燃烧效率大为提高，负荷变化适应性增强。据资料介绍，节能效果可提高5%—10%。

（4）辅机节能改造。采用变频调速技术，按照锅炉负荷的需要自动调节鼓、引风量和循环水量，维持风机与泵在最佳工作状态下运行，节电、节煤效果明显。目前，供暖锅炉采用较多。

（5）控制系统改造。提高自动化控制程度，按照锅炉负荷的需求，自动调节给煤量、给水量、鼓风量、引风量等，实施燃烧自动调节，包括风机变频、调风装置，使锅炉始终处在最佳的运行工况，从而提高锅炉热效率。

（6）汽暖改水暖。节约燃料10%以上。

（7）增加尾部受热面。根据排烟温度，适当增加省煤器或空气预热器，吸收尾部烟气预热，降低排烟温度，提高热效率。一般首选省煤器，但水温较高或燃用劣质煤时，多选用空气预热器。有资料介绍，锅炉给水温度每升高6℃，节约燃料约1%。

3.降低排烟温度

降低排烟温度，是锅炉节能的重要途径。小型锅炉排烟温度每降低15～20℃,锅炉热效率增加1%。因此，要采用合理的设计结构，充分考虑减少排烟热损失。对于在用锅炉，当排烟温度过高时，可参考上述改造方式进行改造。

4.控制排烟处的过量空气系数

炉膛出口过剩空气系数的增大以及沿烟气行程各烟道的漏风，都会增大排烟处的过剩空气系数，即增大了排烟量，也增大了排烟热损失。当冷空气漏进烟道时，使漏风处的烟气温度降低，从而使之后的受热面吸热量减少，故排烟温度升高。由于漏风，排烟量增大、引风机负荷增加，耗电量增大。

5.保持锅炉在额定负荷下运行

锅炉在额定负荷下稳定连续运行时热效率最高。在锅炉房设计选用锅炉时，没有必要按最大热负荷确定锅炉容量，可按平均热负荷确定，避免“大马拉小车现象”。

6.锅炉给水软化处理

水处理的目的之一就是防止锅炉受热面结垢，水垢的导热系数是钢材的1/30～1/50，热阻很大。一旦结水垢就会增加煤耗，降低热效率，同时使受热面壁温升高，容易造成安全事故。所以要加强锅炉水处理，避免结水垢。

7.灰垢传热系数更小，传热影响很大，应经常除灰。

8.防止跑冒滴漏

跑冒滴漏是造成能源损失的原因之一，前面已经介绍。锅炉房跑冒滴漏随处可见，往往不被重视。在锅炉日常管理中不能小看，要严加注意，及时检修。

9.加强炉墙保温

要选取合理的保温结构及保温材料。如果漏风就使得空气过剩系数加大，影响正常燃烧。当炉膛为负压时，冷空气进入炉膛，正压时向外冒烟，降低运行效率。因此，必须做好保温与密封。炉墙外侧温度不应超过50℃，炉墙平均散热损失不超过348W/m2。

10.提高锅炉运行管理及操作水平

国内有学者认为，无需其他技术措施，仅仅通过改善管理就可以提高效率5%—10%。

根据大连院经济性检验统计分析，存在耗能问题的锅炉数量占52.18%。问题归纳所占比例为：设备本体：9.82%，安装问题：17.24%，使用管理与运行等：70%以上，锅炉存在的主要能耗问题在于锅炉使用管理（含水质管理）与运行操作环节上。

11.锅炉系统节能

（1）回收凝结水。凝结水所含热量约占原有蒸汽的20～25%以上。提高凝结水回收率，是锅炉节能的重要环节。另外，回收凝结水还可以减少锅炉补水量，从而减少水处理费用，并可降低锅炉排污量。

（2）锅炉排污热量的利用。锅炉排污率一般为5%以上（但不超过10%），有的锅炉排污率达20%以上。这部分饱和水带走的热量不容忽视。主要是连续排污的锅炉，方法之一是加装扩容器

（3）供汽管路保温等减少能量损失还有很多节能方式。

归纳：解决锅炉节能问题重点从四个方面考虑：运行管理与操作、避免低负荷运行、提高燃烧效率、锅炉水处理；解决电耗问题重点是两个方面：辅机配套及提高操作水平。另外还有许多需要我们去研究、去开发。

参考文献

[1]陈志刚，张旭.浅析工业锅炉节能降耗的EMC方法 .工业锅炉，2009年3期.

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