王明敏

摘 要：本文介紹目前工業(yè)鍋爐的能耗現(xiàn)狀，以典型的燃煤用工業(yè)鍋爐為例介紹了工業(yè)鍋爐的節(jié)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；節(jié)能技術(shù)；燃煤

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.041

1 燃煤工業(yè)鍋爐能耗現(xiàn)狀及原因分析

目前我國(guó)燃煤工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率約為60%-65%，比國(guó)外先進(jìn)水平低15-20個(gè)百分點(diǎn)[1]。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能與環(huán)保要求越來越高，小型燃煤鍋爐運(yùn)行壓力越來越大。清潔能源取代傳統(tǒng)燃煤鍋爐及淘汰小型燃煤鍋爐成為趨勢(shì)。但部分地區(qū)受能源結(jié)構(gòu)限制，燃煤工業(yè)鍋爐仍需繼續(xù)運(yùn)行。筆者通過在熱力公司親身實(shí)踐運(yùn)行，簡(jiǎn)要分析了能耗較高的原因有以下幾點(diǎn)。

（1）鍋爐實(shí)際負(fù)荷與設(shè)計(jì)噸位不成比例，采暖季與非采暖季，白天和晚上負(fù)荷差距較大。長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行，能量利用率低。企業(yè)建設(shè)僅考慮到長(zhǎng)期發(fā)展問題，鍋爐設(shè)計(jì)及建設(shè)噸位較大。鍋爐設(shè)計(jì)最佳運(yùn)行工況為額定負(fù)荷的80%左右。低負(fù)荷不能使鍋爐與其他輔助設(shè)備在最佳工況下運(yùn)行，鍋爐效率較低，能耗較大。（2）燃煤工業(yè)鍋爐設(shè)計(jì)重鍋爐本體而輕燃燒設(shè)備，重鍋爐主機(jī)而輕配套輔機(jī)和附件。鍋爐鼓、引風(fēng)機(jī)、給水泵等未采用變頻改造。鼓、引風(fēng)機(jī)風(fēng)壓無法滿足鍋爐正常運(yùn)行需求，對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)能力差，直接造成較大的能源浪費(fèi)。（3）燃煤與鍋爐設(shè)計(jì)煤種不相符。燃煤工業(yè)鍋爐主要是層燃燃燒[2]煤質(zhì)水分、揮發(fā)分、可燃物含量、燃煤顆粒度對(duì)鍋爐燃燒影響較明顯。即燃煤與鍋爐設(shè)計(jì)煤種不相符就會(huì)導(dǎo)致煤燃燒不完全，鍋爐出力不足，熱效率下降。（4）鍋爐自動(dòng)化控制水平較低，不能實(shí)現(xiàn)燃燒和負(fù)荷調(diào)整的自動(dòng)控制。配置的儀表不全。大部分鍋爐沒有裝設(shè)氧量表，排煙溫度表、風(fēng)壓表等測(cè)量?jī)x表。不能實(shí)時(shí)測(cè)定過?？諝庀禂?shù)、排煙溫度、風(fēng)壓等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)。對(duì)影響鍋爐反平衡效率的因素反饋不到位。（5）排煙溫度過高，尾部煙道換熱面較少或堵塞嚴(yán)重。排煙熱損失是鍋爐各項(xiàng)熱損失中最主要的一項(xiàng)。受熱面的積灰使煙氣與受熱面之間的傳熱熱阻增加，傳熱量減少。（6）司爐人員操作水平參差不齊，節(jié)能監(jiān)督管理工作薄弱。司爐人員在注重鍋爐安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上忽視鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)整居多，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整不及時(shí)。此外，企業(yè)缺乏相應(yīng)的節(jié)能法律法規(guī)政策支持，使得工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)督管理工作不能得到較好的實(shí)施，鍋爐節(jié)能潛力未能充分發(fā)揮。

2 工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)簡(jiǎn)介

通過多年的運(yùn)行實(shí)踐及節(jié)能改造分析，筆者對(duì)工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)從能量轉(zhuǎn)換及利用方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要匯總

2.1 熱能轉(zhuǎn)換過程節(jié)能

（1）對(duì)燃煤進(jìn)行分析處理。在層燃鍋爐中，燃煤水分過大會(huì)使著火點(diǎn)延后，揮發(fā)分過高容易著火燃燒，過低則難以著火，此外煤粒度過大也易造成燃燒不完全。因此煤在進(jìn)入鍋爐前應(yīng)在煤場(chǎng)提前對(duì)大塊煤進(jìn)行挑選，粉碎，同時(shí)進(jìn)行燃煤加水。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)燃煤鏈條鍋爐煤質(zhì)水分在14%左右能夠充分燃燒。煤場(chǎng)煤配比完成后需進(jìn)行入爐煤質(zhì)分析，以確定最佳燃燒工況，保證充分燃燒，提高燃燒效率。

（2）給煤裝置改造。煤層平整度及下大上小的順序?qū)︽湕l鍋爐燃燒起重要作用。分層給煤技術(shù)利用重力篩選，使?fàn)t排上煤層顆粒分層排列。煤層空隙大，通風(fēng)良好，能夠改善鍋爐的燃燒工況，對(duì)提高灰渣損熱失和提高鍋爐的熱效率有很大的幫助。

（3）控制系統(tǒng)改造。建設(shè)集中控制室，在DCS集中控制、協(xié)調(diào)管理的基礎(chǔ)功能上，將影響鍋爐燃燒的：爐膛負(fù)壓、給煤、風(fēng)量、空氣過剩系數(shù)等因素通過構(gòu)建一定的函數(shù)關(guān)系將其關(guān)聯(lián)到一起，并利用現(xiàn)代控制理論當(dāng)中的模糊控制和優(yōu)化自尋優(yōu)技術(shù)[3]對(duì)風(fēng)煤比這一影響燃燒效果的核心要素進(jìn)行預(yù)制式分析和最優(yōu)式調(diào)節(jié)，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)、最穩(wěn)定、最安全的燃燒。

2.2 熱能利用過程節(jié)能

2.2.1 給水系統(tǒng)改造

（1）將傳統(tǒng)的機(jī)械過濾器+鈉離子交換器改造為多介質(zhì)過濾器+反滲透（再生）處理工藝。提高給水品質(zhì)同時(shí)減少排污率（2）新建鍋爐節(jié)能水處理器基于改變鍋爐給水水分子團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，使鍋爐水質(zhì)的“質(zhì)”發(fā)生變化，提高水分子活性，使水更容易變成蒸汽。經(jīng)鍋爐節(jié)能水處理器處理后的水可容納更高的離子濃度，不會(huì)在受熱面上形成結(jié)垢，粒狀結(jié)晶體則隨排污管排出，從根本上抑制了水垢的形成。

2.2.2 保溫保冷技術(shù)

鍋爐本體及尾部煙道的散熱損失對(duì)鍋爐效率有一定影響。由于鍋殼、煙道、省煤器、管道等部件溫度高于環(huán)境溫度，因此會(huì)向外散熱產(chǎn)生熱損失。加強(qiáng)對(duì)此部件的保溫不僅可以減少散熱，而且可以減少鍋爐爐膛和煙道漏風(fēng)，減少熱損失。

2.2.3 蒸汽冷凝水的回收利用

鍋爐產(chǎn)生的蒸汽對(duì)外供熱后，經(jīng)換熱首站產(chǎn)生的冷凝水或工業(yè)用戶利用得到的蒸汽冷凝水應(yīng)該充分回收利用。通常將回收后的蒸汽冷凝水可進(jìn)入除氧器加熱鍋爐給水，能提高給水溫度，降低煤耗，同時(shí)能減少軟水用量與鍋爐排污量。

2.2.4 爐膛改造

（1）使用新型功能材料，使?fàn)t膛內(nèi)壁、前拱的熱反射量提高，熱輻射增強(qiáng)，減少鍋爐爐體的熱損失。同時(shí)，使得燃煤在進(jìn)入爐體后，被迅速預(yù)熱，降低新入燃煤點(diǎn)燃過程中所消耗的能量。（2）采用高溫遠(yuǎn)紅外節(jié)能涂料粉刷與鍋爐水冷壁。提高水冷壁吸熱能力。

2.2.5 鍋爐吹灰系統(tǒng)改造

多數(shù)工業(yè)鍋爐都未配備吹灰系統(tǒng)或采用老舊的蒸汽吹灰、壓縮空氣吹灰、聲波吹灰器等，存在著吹灰范圍有限、能耗高、維修費(fèi)用大、操作不便等問題，使用率很低，多數(shù)停置不用。熱爆沖擊波吹灰器以沖擊動(dòng)能、熱能、聲能形式釋放能量，可以克服傳統(tǒng)吹灰器的諸多弱點(diǎn)，減少受熱面積灰，降低排煙溫度，提高換熱效率。

2.2.6 余熱利用技術(shù)

（1）目前燃煤鍋爐在滿負(fù)荷下的排煙溫度在180-200℃左右，（設(shè)計(jì)排煙溫度）排煙損失較大?？沙浞掷么瞬糠钟酂幔谑∶浩骱涂諝忸A(yù)熱器基礎(chǔ)上增加低溫省煤器，來加熱鍋爐給水以降低煤耗。（新型材料省煤器能避免煙氣漏點(diǎn)低溫腐蝕）。

（2）鍋爐連排與定排排污水可回收利用，一部分排污水可直接參與廠區(qū)內(nèi)部混水采暖，剩余一部分可通過增加換熱器方式將熱量回收加熱鍋爐給水。

3 結(jié)論

綜上所述，通過筆者多年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能改造經(jīng)驗(yàn)，對(duì)燃煤工業(yè)鍋爐改造與調(diào)整后鍋爐熱效率可明顯提高，筆者所在公司燃煤工業(yè)鍋爐熱效率由以前的64.6%提高到目前的76.5%，節(jié)能效果明顯。

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