探討廈門鍋爐熱效率低的原因及措施

范成龍

（廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院,福建 廈門 361004）

探討廈門鍋爐熱效率低的原因及措施

范成龍

（廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院,福建 廈門 361004）

我國(guó)是能源消費(fèi)大國(guó)，工業(yè)鍋爐是能源消耗的主要設(shè)備，然而工業(yè)鍋爐燃燒熱效率普遍較低，具有較大的節(jié)能潛力。文中依據(jù)對(duì)廈門市工業(yè)鍋爐進(jìn)行能效測(cè)試和水質(zhì)分析的結(jié)果，圍繞影響廈門市工業(yè)鍋爐能效的使用環(huán)節(jié)，探討在用工業(yè)鍋爐設(shè)備和管理方面存在的普遍問(wèn)題，尋找使用單位合適的經(jīng)濟(jì)節(jié)能降耗對(duì)策。

在用工業(yè)鍋爐；節(jié)能；環(huán)保；措施

1 引言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，福建省在用工業(yè)鍋爐約1.2萬(wàn)臺(tái)，年均消耗2,300余萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全省總能耗量9,800萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的23%。目前，工業(yè)鍋爐普遍存在鍋爐單機(jī)容量小、負(fù)荷低、鍋爐房管理相對(duì)落后、運(yùn)行人員素質(zhì)較低、能耗計(jì)量系統(tǒng)不完善、水處理水平較差、余熱損失大等問(wèn)題，導(dǎo)致能效較低，具有較大的節(jié)能潛力[1]。2014年至2015年廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院抽取全市中的222臺(tái)鍋爐進(jìn)行能效測(cè)試，其中135臺(tái)鍋爐不符合TSG G0002-2010《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》規(guī)定限定值的要求，占比達(dá)60.81%。筆者在能效測(cè)過(guò)程中積極與使用單位溝通，深度挖掘企業(yè)能耗損失，根據(jù)實(shí)際情況提出行之有效的節(jié)能降耗對(duì)策。

2 廈門市工業(yè)鍋爐現(xiàn)狀

廈門市在用工業(yè)鍋爐809臺(tái)，主要燃燒介質(zhì)為燃煤、燃生物質(zhì)、燃油、燃?xì)狻?014年至2015年廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院對(duì)廈門市50臺(tái)燃煤鍋爐、29臺(tái)燃生物質(zhì)鍋爐、93臺(tái)燃油鍋爐、50臺(tái)燃?xì)忮仩t進(jìn)行了能效測(cè)試，平均燃燒效率為燃煤73.81%，燃生物質(zhì)73.40%，燃油81.51%，燃?xì)?7.31%，燃燒效率均不高，節(jié)能潛力巨大。而且這些鍋爐在使用過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題突出，影響面廣。

2.1 節(jié)能意識(shí)不足

往往使用單位負(fù)責(zé)人有較強(qiáng)的節(jié)能意識(shí)，但沒(méi)有相關(guān)節(jié)能技術(shù)人員，也沒(méi)有科學(xué)的節(jié)能舉措。鍋爐操作人員文化水平較低，節(jié)能意識(shí)淡薄。

2.2 燃燒燃料差異

能效測(cè)試過(guò)程中，對(duì)使用單位的燃料進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)燃料與鍋爐設(shè)計(jì)燃料相差較大，有的甚至在煤中摻加煤矸石、爐渣，使其顆粒度、熱值及灰分等均無(wú)法保證，沒(méi)有按原設(shè)計(jì)燃料燃燒，特別是燃煤鍋爐，常有設(shè)計(jì)使用煙煤，實(shí)際使用的是產(chǎn)自龍巖的無(wú)煙煤，造成較大不完成燃燒熱損失。

2.3 過(guò)量空氣系數(shù)偏高

廈門是旅游城市，對(duì)鍋爐煙氣排放較為嚴(yán)格，一旦鍋爐煙氣排放超標(biāo)如冒黑煙，遭到舉報(bào)將會(huì)面臨環(huán)保的巨額罰款，為此不少使用單位會(huì)以是否冒黑煙作為鍋爐燃燒狀況的判斷依據(jù)，往往會(huì)造成鍋爐送風(fēng)量過(guò)大，造成過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)高，從測(cè)試中來(lái)看過(guò)量空氣系數(shù)只有9臺(tái)鍋爐符合TSG G0002-2010《鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程》的要求，符合率僅為4.05%，特別是燃油燃?xì)忮仩t往往是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)要求，從而造成排煙熱損失過(guò)大，而排煙熱損失是各類熱損失中占比最大的。

2.4 排煙溫度超標(biāo)

鍋爐未配備尾部受熱面或是使用不合理，未配備尾部受熱面的鍋爐，溫度甚至高于300℃，平均在210℃左右，遠(yuǎn)高于TSG G5001-2010《鍋爐水（介）質(zhì)處理監(jiān)督管理規(guī)則》規(guī)定的低要求（170℃），符合要求的只有90臺(tái)，符合率為40.54%；鍋爐的排煙溫度高低，直接影響鍋爐效率，排煙溫度±10℃，鍋爐效率±1%[2]。鍋爐尾部受熱面主要有空氣預(yù)熱器和省煤器，在使用過(guò)程中由于生產(chǎn)負(fù)荷的變動(dòng)，省煤器無(wú)法連續(xù)向鍋爐進(jìn)水，造成省煤器內(nèi)的水長(zhǎng)期處于沸騰狀態(tài)，既不利于安全，更不利于尾部煙道的吸熱，部分空氣預(yù)熱器存在漏風(fēng)現(xiàn)象。

2.5 鍋爐的燃燒負(fù)荷較低

使用單位往往考慮企業(yè)以后的發(fā)展要求，選擇鍋爐過(guò)程中會(huì)選擇鍋爐容量遠(yuǎn)高于實(shí)際需求的鍋爐進(jìn)行生產(chǎn)，在鍋爐使用過(guò)程中普遍存在大馬拉小車的現(xiàn)象，并且鍋爐的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷占其額定負(fù)荷的70%～80%[3]。

2.6 測(cè)量?jī)x表不滿足要求

目前在用鍋爐配置的儀表不全或者已經(jīng)損壞，尤其缺少顯示鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)的儀表。由于沒(méi)有裝設(shè)流量表、氧量表、煤量表、溫度表及風(fēng)壓表等測(cè)量?jī)x表，又缺少必要的化驗(yàn)手段，所以不能測(cè)定蒸汽(或給水)流量、燃煤量、過(guò)剩空氣系數(shù)、爐渣含碳量及排煙溫度等經(jīng)濟(jì)運(yùn)行參數(shù)。因此，運(yùn)行人員在調(diào)整時(shí)，往往由于缺少數(shù)據(jù)，不能對(duì)鍋爐的運(yùn)行狀況隨時(shí)作出準(zhǔn)確的判斷，無(wú)法在鍋爐的燃燒及運(yùn)行工況變化時(shí)，實(shí)施相應(yīng)的運(yùn)行調(diào)整，使鍋爐處于最佳工況運(yùn)行。

2.7 水質(zhì)及水處理設(shè)備缺陷

2015 年廈門市特檢院共出具水質(zhì)報(bào)告754份，包括給水及鍋水化驗(yàn)，不合格報(bào)告為280份，不合格率為37.14%。筆者在能效測(cè)試過(guò)程中詳細(xì)了解鍋爐使用單位的水處理實(shí)際情況，鍋爐的水質(zhì)管理水平普遍較低，主要原因是多數(shù)使用單位對(duì)鍋爐的管理不符合TSG G5001-2010《鍋爐水（介）質(zhì)處理監(jiān)督管理規(guī)則》的要求，如沒(méi)有配備相應(yīng)的鍋爐水處理作業(yè)人員；沒(méi)有按要求進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)如額定蒸發(fā)量大于或者等于4t/h的蒸汽鍋爐至少每4h進(jìn)行1次分析等；對(duì)水質(zhì)沒(méi)有進(jìn)行化驗(yàn)或者化驗(yàn)項(xiàng)目不全；沒(méi)有科學(xué)合理的排污；未配備水處理設(shè)備或者已經(jīng)損壞；未安裝鍋水取樣裝置或者已經(jīng)損壞，造成鍋水取樣沒(méi)有代表性等。

上述問(wèn)題是筆者長(zhǎng)期能效測(cè)試及調(diào)研的總結(jié)，并且可以通過(guò)較少的經(jīng)濟(jì)投資變可獲得較大的節(jié)能回報(bào)。

3 處理措施

隨著能源的匱乏，節(jié)能工作既重要又緊迫，它是緩解資源緊張的最重要途徑之一。針對(duì)廈門市鍋爐的現(xiàn)狀，提高鍋爐熱效率可采取以下幾方面的有效措施。

3.1 加強(qiáng)能效測(cè)試工作

政府主導(dǎo)全面開(kāi)展鍋爐能效測(cè)試工作，全面了解鍋爐的能效狀況，免費(fèi)組織能效不達(dá)標(biāo)的使用單位人員進(jìn)行節(jié)能技術(shù)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，使之熟練掌握鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的專業(yè)知識(shí)。

3.2 加強(qiáng)對(duì)鍋爐燃料的監(jiān)督檢查力度

政府建立鍋爐燃料準(zhǔn)入地方制度，杜絕劣質(zhì)燃料流入，加大對(duì)鍋爐使用設(shè)計(jì)燃料的宣傳力度，監(jiān)察機(jī)構(gòu)加強(qiáng)對(duì)鍋爐燃料的檢查力度，發(fā)現(xiàn)可疑燃料及時(shí)送相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)化驗(yàn)分析。

3.3 建立聯(lián)合檢查制度

環(huán)保部門、節(jié)能監(jiān)測(cè)部門以及質(zhì)監(jiān)部門建立定期的聯(lián)合檢查制度，使環(huán)保與節(jié)能達(dá)到雙贏局面。

3.4 政府推進(jìn)燃天然氣鍋爐工作

據(jù)悉廈門市天然氣管道已經(jīng)鋪設(shè)到各個(gè)工業(yè)區(qū)，由于天然氣鍋爐自動(dòng)化程度高，污染少，普遍受到企業(yè)的歡迎，但是天然氣管道安裝費(fèi)用較昂貴，一般企業(yè)承受不起，政府應(yīng)采取鼓勵(lì)措施，減輕使用單位的安裝費(fèi)用。

3.5 增加對(duì)鍋爐操作工的能效知識(shí)考核

在對(duì)鍋爐操作工的取證及復(fù)審考核中，加大對(duì)鍋爐節(jié)能措施的考核比例，使之鍋爐一線人員熟練掌握相關(guān)能效知識(shí)。

3.6 加裝能效檢測(cè)儀表

鼓勵(lì)有能力的使用單位加裝相關(guān)檢測(cè)儀表，特別是燃料量、給水量、排煙溫度及煙氣含氧量的測(cè)量，同時(shí)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，使鍋爐操作工可以根據(jù)儀表顯示情況，科學(xué)合理的對(duì)鍋爐進(jìn)行調(diào)節(jié)，使鍋爐經(jīng)常處在良好的運(yùn)行狀態(tài)，從而提高鍋爐效率，現(xiàn)場(chǎng)能效測(cè)試表明通過(guò)鼓引風(fēng)機(jī)的有效調(diào)節(jié)，鍋爐熱效率一般可提高3%～ 5%。

3.7 充分利用尾部余熱

資料介紹，鍋爐給水溫度每升高6℃，節(jié)約燃料約1%[4]。因此政府采取措施鼓勵(lì)符合條件的企業(yè)加裝省煤器及空氣預(yù)熱器，對(duì)于已安裝有省煤器而不能達(dá)到預(yù)期效果的，鼓勵(lì)進(jìn)行改造，例如可在省煤器與鍋筒之間設(shè)置循環(huán)水路，在鍋爐不需要給水時(shí)，使之在水箱及省煤器之間循環(huán)，提高給水溫度。

3.8 加強(qiáng)對(duì)鍋爐水處理系統(tǒng)的運(yùn)行檢驗(yàn)

依據(jù)TSG G5002-2010《鍋爐水（介）質(zhì)處理檢驗(yàn)規(guī)則》的要求，采用鍋外水處理方式，并且額定蒸發(fā)量大于或者等于1t/h的蒸汽鍋爐，每年進(jìn)行1次水處理系統(tǒng)運(yùn)行檢驗(yàn)。

3.9 加強(qiáng)水質(zhì)管理、冷凝水及排污水的利用

鍋爐使用單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)鍋爐的數(shù)量、參數(shù)、水源情況和水處理方式等配備相應(yīng)的鍋爐水處理作業(yè)人員，并且按照TSG G5001-2010《鍋爐水（介）質(zhì)處理監(jiān)督管理規(guī)則》的要求進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)，根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)合理的排污，同時(shí)積極采用有效措施，最大限度地回收利用蒸汽冷凝水，并且充分利用排污水的熱量。

3.10 工業(yè)區(qū)采用集中供氣措施

符合條件的工業(yè)區(qū)積極采取集中供汽，集中供汽單位不但擁有大容量的鍋爐，而且還配備專業(yè)的鍋爐操作人員，所以鍋爐熱效率普遍較高。故集中供汽不但可以減少企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，而且加強(qiáng)了對(duì)能源的利用及環(huán)境的保護(hù)。

3.11 對(duì)不符合集中供汽的單位，鼓勵(lì)進(jìn)行合同能源管理

合同能源管理單位往往擁有專業(yè)的鍋爐隊(duì)伍，還擁有寶貴的經(jīng)驗(yàn)，可以確保鍋爐在較佳經(jīng)濟(jì)參數(shù)下運(yùn)行。對(duì)此，廈門市有幾個(gè)較為成功的案例，其中，為廈門市某公司擁有四臺(tái)型號(hào)為DZL4-1.25-WII3的鏈條鍋爐，平時(shí)生產(chǎn)需要運(yùn)行兩臺(tái)鍋爐來(lái)滿足生產(chǎn)需要，鍋爐效率只有62%左右，每天消耗約36噸煤，2014年福州某公司對(duì)其進(jìn)行合同能源管理，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)鍋爐進(jìn)行改造，加裝省煤器、空氣預(yù)熱器，采取爐膛保溫等措施，并對(duì)鍋爐操作工進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)。合同管理后，只需燃燒一臺(tái)鍋爐即可滿足生產(chǎn)需要，每天耗煤25噸，每天節(jié)省6600元，無(wú)論是對(duì)使用單位還是合同能源管理單位來(lái)說(shuō)都是共贏的局面。

4 結(jié)束語(yǔ)

以上問(wèn)題是廈門市鍋爐能效測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)影響鍋爐熱效率不高的普遍因素，采取針對(duì)性的措施對(duì)提高鍋爐的熱效率將起到立竿見(jiàn)影的效果，對(duì)廈門的節(jié)能與環(huán)保有著積極的意義。

[1]周裕發(fā),左云成.“五大舉措”推進(jìn)工業(yè)鍋爐節(jié)能新機(jī)制建設(shè)[J].工作探討.2012,(08)：16-17.

[2]石鳳懷.工業(yè)鍋爐節(jié)能減排的途徑[J].江蘇鍋爐2011(4)∶24-26.

[3]范春巖.工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)與計(jì)劃管理的探討[J].科技與管理.2013,(20)：90.

[4]唐衛(wèi)國(guó),李秦,楊光明.甘肅省工業(yè)鍋爐節(jié)能對(duì)策探討[J]. 化工機(jī)械,39,(3)：266-270.

Discuss on Reasons and Measures of Low Thermal Efficiency of Boilers in Xiamen City

FAN Cheng-Long
(Xiamen Special Equipment Inspection Institute, Xiamen 361004, Fujian, China)

China is a big country of energy consumption. The industrial boiler is the main equipment of energy consumption. However, the industrial boiler combustion thermal efficiency is generally low, with a large energy saving potential. Based on the analysis of energy efficiency test and water quality results of industrial boilers in Xiamen City, this paper, focusing on the impact of the use of industrial boiler energy efficiency, discusses the problems in the equipment using and management of industrial boilers and finds out the appropriate economic and energy saving measures for the users

In-use industrial boiler; Energy saving; Countermeasures

2016-07-04

范成龍，男，廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院,工程師