淺談工業(yè)鍋爐節(jié)能措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TK229 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)工業(yè)鍋爐存在的問(wèn)題，對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了原因分析，并給出了一些提高鍋爐有效利用率的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐；有效利用率；節(jié)能措施

一、前言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，能源消費(fèi)也呈現(xiàn)出高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，能源短缺的矛盾日益明顯，由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)比較單一，能源生產(chǎn)和利用技術(shù)相對(duì)落后，同時(shí)能源工業(yè)面臨著增加供給與保護(hù)環(huán)境的雙重壓力，因此加快新能源的開(kāi)發(fā)利用，對(duì)現(xiàn)有資源能源科學(xué)利用和再生，減少生態(tài)環(huán)境的破壞，建立節(jié)約型社會(huì)是至關(guān)重要的。

工業(yè)鍋爐在我國(guó)使用面廣、需求量大。它主要指廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、采暖等方面的各種容量、壓力、溫度的蒸汽鍋爐和熱水鍋爐。我國(guó)既是工業(yè)鍋爐生產(chǎn)大國(guó)，也是使用大國(guó)。工業(yè)鍋爐年耗燃料約 4 億至 5 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，由于工業(yè)鍋爐效率不高，能源浪費(fèi)相當(dāng)嚴(yán)重，平均運(yùn)行效率僅60%-65%，比國(guó)外水平低 10-20 個(gè)百分點(diǎn)，平均每年多耗煤 6000 萬(wàn)噸左右。另外由于工業(yè)鍋爐每年向大氣排放大量的SO2和NOX等污染物。因此加強(qiáng)工業(yè)鍋爐爐房管理，提高工業(yè)鍋爐運(yùn)行效率，減少鍋爐煤耗，在源頭上降低污染物排放，是清潔生產(chǎn)的理念，是我國(guó)能源工業(yè)保持可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)之一。

二、我國(guó)工業(yè)鍋爐存在的問(wèn)題及原因分析

1.我國(guó)煤種多變且煤質(zhì)差

我國(guó)是一個(gè)“富煤、貧油、少氣”的國(guó)家，這一能源資源特征決定了我國(guó)的工業(yè)鍋爐只能以燃煤為主，且這一現(xiàn)狀與目前國(guó)外的情況相差很大。比如：日本燃煤工業(yè)鍋爐僅占總數(shù)的1%，美國(guó)和西歐國(guó)家也不過(guò)是2%左右。

就燃煤供應(yīng)來(lái)講，不同地區(qū)的煤質(zhì)相差較大。工業(yè)鍋爐的燃煤多為未經(jīng)過(guò)洗選加工的原煤，顆粒度、灰分等沒(méi)有保證。同時(shí)，由于我國(guó)產(chǎn)煤地區(qū)和大、中城市工業(yè)鍋爐所使用的煤多為多品種煤——主要是煙煤、無(wú)煙煤、貧煤等，工業(yè)鍋爐使用的煤種經(jīng)常發(fā)生變化。我國(guó)的燃煤工業(yè)鍋爐主要以層燃鍋爐為主，這種鍋爐對(duì)煤種的適應(yīng)性較差，當(dāng)燃用煤種發(fā)生變化時(shí)，它的燃燒情況必然會(huì)變化，一般是變得更差些；況且供應(yīng)的煤種經(jīng)常變化，也使鍋爐運(yùn)行、管理人員無(wú)法掌握煤質(zhì)情況，摸不清運(yùn)行規(guī)律，也不能采取有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施。這樣既降低了鍋爐運(yùn)行熱效率，也增加了鍋爐污染物排放。

2.工業(yè)鍋爐容量小，運(yùn)行負(fù)荷低

我國(guó)工業(yè)鍋爐的平均容量近幾年雖然有所提高，但仍然較小，只有2.38MW/臺(tái)。同時(shí)，鍋爐運(yùn)行負(fù)荷大多低于額定負(fù)荷。據(jù)統(tǒng)計(jì)目前全國(guó)工業(yè)鍋爐的平均運(yùn)行負(fù)荷不到額定負(fù)荷的一半。低負(fù)荷運(yùn)行將使一些鍋爐運(yùn)行參數(shù)難以控制在合理的范圍內(nèi)。如鍋爐在50%負(fù)荷下運(yùn)行，散熱損失比在額定負(fù)荷運(yùn)行時(shí)增大一倍，同時(shí)容易造成漏風(fēng)量增大，火床和爐膛溫度偏低，燃燒速度明顯減慢，煤中的固定碳燃燒變得越加困難，爐渣含炭量增加，這樣就使不完全燃燒熱損失和排煙熱損失增大，運(yùn)行效率下降。同時(shí)由于煙氣溫度及流速在變化，增大了尾部受熱面腐蝕與積灰堵塞的可能性。

3.鍋爐設(shè)備本身存在較多不足

工業(yè)鍋爐多數(shù)是層燃爐，燃燒設(shè)備存在的缺陷較多，主要是對(duì)燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造不夠重視造成的。目前我國(guó)機(jī)械爐排普遍存在漏煤量偏大、側(cè)密封不嚴(yán)等問(wèn)題（ 往復(fù)爐排更為嚴(yán)重）。另外，鍋爐后部灰坑和爐墻都有漏風(fēng)現(xiàn)象，鍋爐實(shí)測(cè)過(guò)量空氣系數(shù) α平均在2～3之間，有的高達(dá)4以上；有些鍋爐的本體保溫不好，集箱和連通管等部件常常不加保溫。

4.鍋爐運(yùn)行監(jiān)測(cè)儀表不全，控制水平低

目前在用鍋爐配置的運(yùn)行監(jiān)測(cè)儀表不全，尤其缺少顯示鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)的儀表。因此，運(yùn)行人員在調(diào)整鍋爐時(shí)，往往因缺少數(shù)據(jù)，不能對(duì)鍋爐的運(yùn)行狀況隨時(shí)做出準(zhǔn)確判斷并實(shí)行相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整，使鍋爐處于最佳工況運(yùn)行。且目前燃煤工業(yè)鍋爐控制多為位式、開(kāi)環(huán)控制，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)連續(xù)閉環(huán)控制，不能根據(jù)外界變化調(diào)節(jié)鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法使鍋爐運(yùn)行較快地適應(yīng)工況的變動(dòng)和處于持續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)，鍋爐運(yùn)行效率的保證和提高受到了限制。

5.鍋爐水質(zhì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求

按照規(guī)定，蒸汽鍋爐承壓熱水鍋爐的給水應(yīng)采用鍋外化學(xué)處理。然而，實(shí)際上，只有68%左右的工業(yè)鍋爐配置了水處理設(shè)備。這樣往往由于水質(zhì)不，鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重，這樣既影響鍋爐受熱面?zhèn)鳠幔黾訜嶙?，又危及鍋爐的安全運(yùn)行。

三、工業(yè)鍋爐節(jié)能措施

根據(jù)我國(guó)工業(yè)鍋爐存在的問(wèn)題，我們可以從以下幾個(gè)方面提高鍋爐的利用率，從而達(dá)到節(jié)能目的。

1.適當(dāng)增大工業(yè)鍋爐容量。

將高效率大容量的工業(yè)鍋爐代替低效率的小鍋爐，同時(shí)，加大熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的力度，將發(fā)電廠汽輪機(jī)的排汽或抽汽用于供熱。

2.減少工業(yè)鍋爐受熱面結(jié)焦、積灰。

（1）定期投入適量的工業(yè)鍋爐清灰劑。工業(yè)鍋爐的省煤器、空氣預(yù)熱器等受熱面受到煙氣的沖刷，在表面易形成煙垢，影響工業(yè)鍋爐熱效率。 若在工業(yè)鍋爐運(yùn)行時(shí)，投入適量的鍋爐清灰劑，使進(jìn)入爐膛的清灰劑在高溫下升華分解，與鍋爐受熱面的結(jié)焦、結(jié)渣接觸并發(fā)生微爆反應(yīng)，進(jìn)而使其分解、脫落。工業(yè)鍋爐清灰劑主要作用是除焦、除灰、催化、防腐，可使鍋爐熱效率提高5～6%。

（2）定期對(duì)工業(yè)鍋爐進(jìn)行吹灰。在工業(yè)鍋爐內(nèi)部初步形成的積灰呈松散狀，可用定期吹灰法來(lái)清除，防止積灰由松散狀轉(zhuǎn)化為緊密狀，從而增加鍋爐受熱面，提高鍋爐有效利用率。

3.提高工業(yè)鍋爐熱效率。

（1）減少散熱損失，加厚保溫材料和提高絕熱材料的質(zhì)量，在使用中注意維護(hù)，避免受潮或損壞。 工業(yè)鍋爐散熱損失的大小除與保溫措施有關(guān)外，還與鍋爐負(fù)荷大小有關(guān)，低負(fù)荷時(shí)，因散熱面不變，散熱量基本不變，而燃料耗量變小了，對(duì)應(yīng)于每公斤燃料的散熱損失將增加。 因此，為減少散熱損失應(yīng)盡量不要讓工業(yè)鍋爐在低負(fù)荷下運(yùn)行。

（2）采用二次回風(fēng)系統(tǒng)，促進(jìn)燃料完全燃燒。二次回風(fēng)能在鍋爐內(nèi)形成煙氣漩渦，這一方面增加了懸浮煤粉在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間，使燃料充分的燃燒；另一方面能降低爐膛內(nèi)的溫度梯度，提高爐膛內(nèi)受熱面的利用率，所以采用二次回風(fēng)系統(tǒng)是改善燃燒條件的重要手段。

4.降低工業(yè)鍋爐排煙溫度。

（1）盡量減少或避免受熱面上結(jié)渣、水垢、積灰和堵灰等現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）改進(jìn)或增加工業(yè)鍋爐尾部受熱面。

5.選購(gòu)合適的煤種。

工業(yè)鍋爐所用燃煤的水分、揮發(fā)分對(duì)其著火的快慢、燃燒溫度的高低有著顯著的影響。燃煤中要保持適當(dāng)?shù)乃郑湓诤剂枯^多時(shí)，能減少漏煤和飛灰現(xiàn)象的發(fā)生，并使煤層變松，有利于通風(fēng)。

6.保證工業(yè)鍋爐水質(zhì)。

保證工業(yè)鍋爐水質(zhì)不僅是一項(xiàng)重要的節(jié)能措施，而且是一項(xiàng)重要的安全措施。 若工業(yè)鍋爐水質(zhì)不佳，鍋爐受熱面易結(jié)垢，鍋爐每結(jié) 1mm 水垢，整體熱效率下降3%，而且鍋爐結(jié)垢后對(duì)鍋爐安全運(yùn)行也極為不利。水垢會(huì)影響水循環(huán)的正常進(jìn)行，造成管子過(guò)熱甚至爆管。 因此從保證鍋爐安全運(yùn)行及節(jié)能方面考慮，都需要保證工業(yè)鍋爐的水質(zhì)。

7.實(shí)現(xiàn)工業(yè)鍋爐自動(dòng)化控制。

鍋爐運(yùn)行實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可改善員工的工作條件、提高鍋爐運(yùn)行的安全性和可靠性、可節(jié)約 20% 左右的燃煤。

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作者簡(jiǎn)介：

廉洪強(qiáng)（1986.11-），2009年畢業(yè)江蘇大學(xué)熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)，從事特種設(shè)備（鍋爐）檢驗(yàn)工作。