工業(yè)鍋爐能效測試中的問題及節(jié)能潛力分析

黃允生

摘 要：現(xiàn)階段，工業(yè)鍋爐作為主要的能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，不僅要為工業(yè)生產(chǎn)提供蒸汽動力，同時還要滿足人們的生活用水用電等基本生活需求。工業(yè)鍋爐作為高能耗設(shè)備是我國節(jié)能減排的重要內(nèi)容之一，為了更好的取得節(jié)能效果，必須對其運行情況進行能效測試，分析、診斷、查清其能效利用狀況，找出薄弱環(huán)節(jié)，挖掘節(jié)能潛力?；诖?，本文首先分析了工業(yè)鍋爐能效測試中存在的問題，在基礎(chǔ)上重點論述了提高工業(yè)鍋爐能效的節(jié)能優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐 能效測試 節(jié)能潛力

中圖分類號：TK227 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0116-02

近些年，隨著節(jié)能減排工作的持續(xù)落實，中國在資源綜合利用以及能源節(jié)能減排等諸多方面都取得了較大的發(fā)展成果，但是與世界發(fā)達國家存在著資源利用效率低、能源消耗巨大且浪費突出，環(huán)境污染問題嚴重等突出問題。節(jié)能減排任務(wù)重，整體形勢不容樂觀，以工業(yè)鍋爐為例，我國在用的工業(yè)鍋爐大約有60多萬臺，其中燃煤鍋爐展總數(shù)量的80%，年耗原煤高達7億t，占全國煤炭消耗總量的17%左右，此外工業(yè)鍋爐整體能耗標準遠低于國外水準。因此，工業(yè)鍋爐成為節(jié)能降耗的攻克重點。

1 工業(yè)鍋爐能效測試中存在的問題

1.1 熱效率低的問題

工業(yè)鍋爐運行熱效率低是工業(yè)鍋爐能源浪費巨大的首要直接原因，造成的主要因素包括鍋爐運行負荷、空氣系數(shù)指標、燃料燃燒情況、排煙溫度等。具體來說：

（1）鍋爐運行負荷因素。一種是超負荷運行，比如由于工業(yè)規(guī)模增加或者供暖等需求增加，鍋爐需要超負荷運行才能夠達到工業(yè)以及社會生活的需求，而這種超負荷的運轉(zhuǎn)雖然解決了需求問題，但是整體經(jīng)濟成本過大，會大大增加鍋爐維護的成本，減少了鍋爐的使用壽命。另一種是低負荷運轉(zhuǎn)，通常來講，大多數(shù)型號的工業(yè)鍋爐最高運行效率是在80%～100%負荷下獲得的，維持工業(yè)鍋爐運行負荷是確保鍋爐運行效率的基礎(chǔ)，而工業(yè)鍋爐平均運行負荷長期達不到負荷標準（60%～80%），也就是同樣的一噸煤所起到的熱效率不同，導致爐膛溫度不高，空氣過量系數(shù)增加，與此同時也大大增加了排煙熱損以及固體燃燒不充分的問題，導致鍋爐運行效率比例下降。

（2）空氣系數(shù)指標不合格。空氣系數(shù)是工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行的重要指標之一，是影響工業(yè)鍋爐熱效率的重要因素，過量空氣系數(shù)會直接影響燃料燃燒程度，過低或是過高都是過量的范疇，是造成鍋爐熱效率低的重要原因。導致空氣系數(shù)過量主要致因包括鼓引風機組織不合理，爐排配風室密閉性不夠以及司爐工風量調(diào)節(jié)不合理等多各方面因素造成的。

（3）燃料燃燒不充分因素。燃料燃燒不充分是造成鍋爐熱效率低的最主要因素之一，其致因包括鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計特點、煤種選用不合理、顆粒度不均勻以及燃燒與燃燒裝置不匹配等多個方面。此外，爐渣含碳量的規(guī)定，也在一定程度上對鍋爐燃燒效率造成了一定的影響，如有些企業(yè)將鏈條鍋爐灰渣殘余熱值設(shè)定在1100大卡到1200大卡之間，而管理較為嚴格的企業(yè)則將該項指標設(shè)定在900大卡。

（4）排煙溫度高的因素。排煙溫度過高導致燃燒轉(zhuǎn)換的熱能不能夠充分被利用，造成能耗浪費，工業(yè)鍋爐普遍存在著排煙熱損失的問題。因此，排煙熱損失是工業(yè)鍋爐節(jié)能改造的重要對象之一。此外排煙溫度過低雖然不會造成熱損失問題，但是會引起省煤器等尾部受熱面的酸性腐蝕。

1.2 煤種問題

我國工業(yè)鍋爐燃煤鍋爐占到了80%，燃煤消耗量巨大，而燃煤鍋爐的國家指標明顯低于國外發(fā)達國家，此外，從工業(yè)鍋爐燃料類型來看，日本再用燃煤工業(yè)鍋爐占比低于1%，美國以及歐洲發(fā)達國家只有2%，由此來說，燃煤工業(yè)鍋爐指標體系的不完善也影響了其它燃料鍋爐的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國工業(yè)鍋爐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型還有很長的路要走。針對燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能降耗，對于不同構(gòu)造特點、不同煤質(zhì)等的要求都有差異，因此要重視煤種的選擇。

1.3 水質(zhì)要求不達標

國家專門針對工業(yè)鍋爐用水水質(zhì)出臺了規(guī)范標準，工業(yè)鍋爐水質(zhì)不達標，不僅會是管路水垢沉積造成炸裂的安全隱患，還會使管路溫度過高，帶來熱損失。

1.4 鍋爐操作人員素養(yǎng)問題

部分工業(yè)鍋爐操作人員沒有經(jīng)過系統(tǒng)知識學習或者進行簡單培訓就匆忙上崗，本就缺乏鍋爐基礎(chǔ)知識及操作技能，更談不上節(jié)能意識與節(jié)能技術(shù)操作了。因此培養(yǎng)司爐工節(jié)能觀念，提高技術(shù)操作素養(yǎng)已經(jīng)成為推進工業(yè)鍋爐節(jié)能降耗的重要方面之一。

2 工業(yè)鍋爐節(jié)能潛力分析

2.1 有效降低工業(yè)鍋爐排煙溫度

根據(jù)工業(yè)鍋爐排煙熱損致因機理，其主要節(jié)能潛力包括：

（1）減少受熱面灰渣?；谒浔?、過熱器等高溫受熱面結(jié)渣現(xiàn)象以及低溫尾部受熱面的積灰、墻灰問題，一方面要定期組織工人進行吹灰作業(yè)。吹灰作業(yè)需要配合熱蒸汽、壓縮空氣以及惰性氣體等進行技術(shù)操作，定期吹灰能夠避免因為受熱面灰渣堆積造成松散性變?yōu)榫o密性積灰，避免加重工作難度。比如墻面松散狀積灰可以配合壓縮空氣進行吹灰作業(yè)。另一方面使用清灰劑，清灰劑主要作用是除灰除渣，此外還有防腐功效。在鍋爐燃燒過程中，投入一定比例的鍋爐清灰劑，使其在爐膛高溫作用下汽化分解，既能夠發(fā)生微爆反應(yīng)分解結(jié)渣，又能夠減少煙垢的生成。此外，基于灰渣也受到鍋爐負荷運行以及啟停次數(shù)的影響，要盡量減少啟停次數(shù)，并使工業(yè)鍋爐保持在正常負荷范圍內(nèi)，以避免爐內(nèi)燃燒不足帶來的灰渣問題，有效提高工業(yè)鍋爐的熱效率。

（2）對尾部受熱面進行改造。由于不同燃燒物質(zhì)以及排煙處溫度對于排煙口處金屬的性能影響，比如排煙處溫度較低引發(fā)的鍋爐尾部受熱面的酸腐蝕問題。因此，對于鍋爐尾部受熱面問題，我們既要從排煙溫度降低以減少積灰生成的角度進行思考，又要從燃料介質(zhì)以及金屬性能等角度進行分析，比如對于含硫量高的燃料燃燒時，排煙溫度最好適當高一些。

2.2 減少和杜絕漏風，控制排煙量，減少排煙熱損失

排煙量是造成排煙熱損失的重要影響因素之一，其具有在同等排煙溫度下，排煙量越大，熱損失就越大的客觀規(guī)律，與此同時，在鍋爐燃料成分一樣的情況下，助燃空氣量以及鍋爐排煙系統(tǒng)管道的漏風程度決定了排煙量的大小。此外漏風也會造成爐內(nèi)燃燒不充分的問題?；诖耍紫柔槍β╋L問題，特別是爐膛漏風問題，要杜絕爐膛漏風，因為爐膛漏風不僅會影響燃燒效率，加大引風機耗電量，還會造成排煙溫度提升的問題出現(xiàn)。

2.3 重視燃料燃燒問題，減少燃燒損失

（1）根據(jù)鍋爐構(gòu)造特點選擇合適的煤種。對于鍋爐燃燒，首選要確保煤種的適用性。以鏈條爐為例，首先基于鍋爐構(gòu)造，不利于選用強粘結(jié)性煤。鏈條爐適用于燃燒發(fā)熱量不低于每公斤4500大卡的煙煤或者無煙煤以及發(fā)熱量在每公斤3000大卡的褐煤。煤灰份不低于6%且灰熔點要超過1250℃。與此同時，鏈條爐對煤的水分含量等也有要求，一般控制在8%到12%。含屑量多的煤，既能夠減少飛灰積存量，又能夠使爐膛煤層松，有利于充分燃燒與通風。水份含量過高，著火慢，不利于保持爐膛溫度，帶來一系列降低熱效率的問題。

（2）在挑選好煤種以后，還要利用煤斗進行顆粒篩選，保持煤塊顆粒度，有助于燃燒過程穩(wěn)定連續(xù)，提高燃燒效率。

（3）解決配風問題，確保空氣供應(yīng)充分合理。確?？諝夤?yīng)充分且合理是提高鍋爐使用安全，提高經(jīng)濟性的重要內(nèi)容，以鏈條爐為例，基于鏈條爐爐排構(gòu)造，應(yīng)該沿爐排長度方向進行合理配風，沿爐排寬度方向要均勻配風，確保各風室密封程度。

（4）依據(jù)爐膛空氣氣流規(guī)律，合理組織膛內(nèi)氣流。還是以鏈條爐為例，由于鏈條爐爐排各處氣體成分差異性較大，應(yīng)該加強對中間層空氣的補充，配合前、后拱進行二次配風，使爐膛空氣均勻混合，確保燃料最大程度的充分燃燒，延長燃燒時間，提高燃燒效率。

（5）燃燒調(diào)節(jié)與控制。工業(yè)鍋爐燃燒出力可以通過改變煤層厚度，合理控制送風量以及爐排速度來實現(xiàn)，尤其是合理控制送風量和爐排速度。對此，要進行調(diào)節(jié)，還要做到三者的合力配合。根據(jù)燃燒持續(xù)、燃燒時間以及燃燒出力等的綜合需求，合力組織調(diào)度。

2.4 確保鍋爐給水品質(zhì)

工業(yè)鍋爐給水品質(zhì)是當前工業(yè)鍋爐節(jié)能降耗，確保運行安全可靠的重要內(nèi)容之一，一方面要定期對受熱面積灰進行清理，確保傳熱能力。另一方面及時清理水垢，提高運行安全。此外，給水氯根高是影響鍋爐節(jié)能、出力、安全運行的重要原因，故需降低給水中的氯根含量，可進行水處理系統(tǒng)改造，增加除鹽設(shè)備，從源頭上解決問題。

2.5 絕熱保溫節(jié)能措施

絕熱保溫節(jié)能措施一方面要在鍋爐操作工藝上進行規(guī)定要求，比如鍋爐低負荷運行是工業(yè)鍋爐熱效率低的主要原因之一，因此要維持鍋爐正常負荷，保證鍋爐熱出力動力；另一方面要使用新的保溫和絕熱材料，引入新科技產(chǎn)品，此外還要注意對材料的維護，嚴格按照材料使用要求和條件進行使用和保養(yǎng)。

2.6 鍋爐操作者要樹立節(jié)能觀念，提高操作水平

完善操作者行為規(guī)范，確定獎罰機制。重視司爐工的培訓，在培訓過程中著力培養(yǎng)操作者的節(jié)能意識、安全意識、責任意識，樹立節(jié)能觀念，不斷提升節(jié)能操作水平。

3 結(jié)語

本文在詳細分析工業(yè)鍋爐能效測試中存在的諸多問題基礎(chǔ)上，重點論述了工業(yè)鍋爐節(jié)能潛力的優(yōu)化對策，從“十一五”規(guī)劃綱要首次提出要推行節(jié)能減排的政策到 “十三五”規(guī)劃中明確節(jié)能減排目標，既是中國以負責任的大國姿態(tài)承擔氣候治理合約的減排任務(wù)，也表明了中國政府引領(lǐng)中國社會轉(zhuǎn)型發(fā)展的決心。鍋爐等高能耗特種設(shè)備的節(jié)能工作是我國節(jié)能減排國家戰(zhàn)略的主要內(nèi)容之一，面對我國中小型鍋爐數(shù)量多、運行效率低、能源浪費嚴重等現(xiàn)狀問題，我們既要積極響應(yīng)國家在節(jié)能減排的總體號召，切實做好工業(yè)鍋爐的各項節(jié)能減排工作，又要下大力氣革新工藝手段，研發(fā)節(jié)能技術(shù)，培養(yǎng)技術(shù)人才，為實現(xiàn)節(jié)能減排的總目標以及促進社會轉(zhuǎn)型升級的總?cè)蝿?wù)而不懈奮斗。

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