工業(yè)鍋爐供熱系統(tǒng)存在的問題及節(jié)能技術(shù)

佟海川

黑龍江新雙鍋鍋爐有限公司 黑龍江雙鴨山 155110

1 工業(yè)鍋爐供熱系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 換熱器

換熱器所需熱交換流體多選擇未經(jīng)軟化作用的地下水為冷卻流體，而水中含有較多的離子，易與換熱器結(jié)構(gòu)中的鐵成分等發(fā)生反應(yīng)，而使換熱器的板片表面位置發(fā)生腐蝕，板片厚度變薄，并且因腐蝕殘渣夾雜在流體中，使得熱交換效率受到影響，降低換熱器的作用效率。

換熱器的部分板片位置需要借助焊接連接。在某實驗中，我們發(fā)現(xiàn)，在溶質(zhì)為三氯化鐵的溶液中浸泡焊接完成后的樣品，我們發(fā)現(xiàn)，常溫下樣品的焊縫頂端位置與遠(yuǎn)離頂端位置、但仍受熱影響的區(qū)域會在短時間內(nèi)發(fā)生腐蝕，隨著腐蝕過程氣泡的產(chǎn)生，被腐蝕部分會出現(xiàn)淺坑，而距離焊縫較遠(yuǎn)的樣品結(jié)構(gòu)部分，并未出現(xiàn)任何氣泡或淺坑。

1.2 熱網(wǎng)問題

供熱系統(tǒng)管網(wǎng)的保溫性能不完善，補水量較大，未充分保證水流量，輸送管道的管徑較大，散失了較多的熱量，水泵流量和補水量也因此增大，最終降低了輸送的效率。

供熱中普遍存在近熱遠(yuǎn)能的問題，水利失衡問題突出，為保障末端用戶的熱力需求，供熱系統(tǒng)采取增加水泵總流量的方式實現(xiàn)末端供熱，造成水泵能耗的增加[1]。

2 工業(yè)鍋爐節(jié)能技術(shù)分析

2.1 供暖系統(tǒng)熱力調(diào)節(jié)控制技術(shù)

為了滿足用戶熱負(fù)荷均衡的要求，需要對系統(tǒng)的熱力流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，可以通過改變系統(tǒng)中介質(zhì)的溫度而保持系統(tǒng)流量不變的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。前者稱為量調(diào)節(jié)，后者稱為質(zhì)調(diào)節(jié)。在進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)時，只改變熱用戶的供水溫度，而用戶的循環(huán)水量保持不變。質(zhì)調(diào)節(jié)操作簡單，只調(diào)節(jié)水溫而不調(diào)節(jié)流量，因此熱力工況比較穩(wěn)定。因為流量不變，水泵恒速運行，其主要缺點就是耗電量大。對量調(diào)節(jié)而言，熱源必須隨室外溫度的變化，不斷改變熱網(wǎng)的循環(huán)流量。量調(diào)節(jié)的優(yōu)點是相對省電，但其操作技術(shù)較復(fù)雜，需要水泵變速運行。但這種調(diào)節(jié)的主要問題是在循環(huán)流量過小時，系統(tǒng)將發(fā)生嚴(yán)重的熱力工況垂直失調(diào)，尤其是系統(tǒng)阻力大的地方。有時候需要進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)和量調(diào)節(jié)交叉進(jìn)行就是所謂的分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)。分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)就是在整個供暖期里，根據(jù)室外氣溫的變化將供熱系統(tǒng)的流量分為幾個變化的階段，在同一階段內(nèi)實行質(zhì)調(diào)節(jié)。在室外氣溫較低的階段中，保持較大的流量，而在室外溫度較高的階段中，保持較低的流量，在每一個階段中熱網(wǎng)的循環(huán)流量保持相對不變。分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)的方法綜合了質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)的優(yōu)點，既能較好地避免熱力工況的垂直失調(diào)，又能夠節(jié)省電能。當(dāng)流量減少到75%時，水泵電功率減少至42%，在流量減少到60%時，水泵的電功率只有原來的22%，其節(jié)電效果是非常明顯。熱網(wǎng)調(diào)節(jié)的中心就是要根據(jù)用戶的熱負(fù)荷變化，并依據(jù)室外氣溫的變化程度，適時地對熱網(wǎng)進(jìn)行質(zhì)或量調(diào)節(jié)，以滿足熱用戶室溫的需要。

2.2 控制鍋爐循環(huán)水質(zhì)量來提高能效轉(zhuǎn)換

在一定的時間范圍內(nèi)，在鍋爐不斷使用的過程中，鍋爐內(nèi)部很容易產(chǎn)生一層以碳酸鈣為主的水垢。隨著水垢的厚度不斷增加，鍋爐內(nèi)部的傳熱效能也會隨之減弱。如果水垢不能及時處理，鍋爐很容易造成運行的安全危險。所以需要進(jìn)行適當(dāng)操作，通過提高循環(huán)水的質(zhì)量來減少相應(yīng)的離子沉積。為了減少鍋爐內(nèi)部的鹽類堆積，采用鈉離子逆流再生交換設(shè)備可以完成相應(yīng)的操作。這種技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛運用，在現(xiàn)實的使用過程中具有較高的效益。至于那些大中型的鍋爐，可以采用真空除氧技術(shù)來實現(xiàn)水處理。在這樣的技術(shù)幫助下，鍋爐的傳熱效率也會隨之提升，最終可以降低相應(yīng)的安全隱患。通過層層的設(shè)備安裝和調(diào)整，系統(tǒng)的節(jié)能降耗功能也會逐漸地實現(xiàn)[2]。

2.3 借助二次回風(fēng)技術(shù)提升燃料燃燒效率

在新技術(shù)不斷地發(fā)展進(jìn)步中，鍋爐房的供熱系統(tǒng)也會降低一定的能耗。在時代的發(fā)展過程中，二次回風(fēng)技術(shù)可以讓燃料的燃燒效率達(dá)到一個頂峰，從而實現(xiàn)能源的充分利用。以二次回風(fēng)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)保證，可以從根本上延長粉煤灰的停留時間，保證燃料的充分燃燒。為了降低鍋爐內(nèi)部的溫度梯度，需要借助多樣化的形式進(jìn)行受熱面積的提升。這種技術(shù)可以直接提升燃料的燃燒效能，保證燃料的熱效率值。

2.4 改善系統(tǒng)的輸送環(huán)境

供熱系統(tǒng)在將熱能傳輸?shù)臅r候，需要有效地掌控?zé)峋W(wǎng)效率的高低，以此有效提高供熱系統(tǒng)傳輸效率。在供熱系統(tǒng)運行過程中，相關(guān)工作人員要采取措施確保供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)效率，保證其可以一直處在90%以上，要想實現(xiàn)這個目標(biāo)，就需要工作人員合理地選擇和應(yīng)用直埋敷設(shè)管道，其既能夠有效降低管道的能量損耗，而且還可以從根本上提高供熱系統(tǒng)的節(jié)能減耗效果[3]。

2.5 應(yīng)用供熱水泵變頻節(jié)能技術(shù)

大多數(shù)鍋爐的供熱負(fù)載不會開始就達(dá)到設(shè)計的最大容量，而是隨著基本建設(shè)的發(fā)展，供熱的面積逐步達(dá)到設(shè)計供熱容量；通?？偘严到y(tǒng)的最大供熱容量，作為循環(huán)泵設(shè)計選型的依據(jù)，致使循環(huán)泵設(shè)計額定功率裕量較大，如果循環(huán)水泵一開始就處于額定負(fù)荷運行，會造成電能浪費。在循環(huán)泵采用變頻調(diào)速后，可以使所有的水閥門開度最大，根據(jù)室外溫度參數(shù)信號的變化來調(diào)節(jié)熱源循環(huán)泵變頻器的轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步根據(jù)室外溫度參數(shù)信號的變化和一次水流量來調(diào)節(jié)鍋爐燃?xì)饬髁浚C合調(diào)節(jié)電機(jī)輸出功率，可以有效減少循環(huán)泵的流量。也可以采用多臺循環(huán)泵電動機(jī)按負(fù)荷大小逐臺變頻工作。在鍋爐負(fù)荷變化較大較頻繁時，即時調(diào)節(jié)，節(jié)能效果明顯。采用變頻調(diào)速技術(shù)，進(jìn)行計算機(jī)全程控制，可以按負(fù)荷需要調(diào)節(jié)水量，維持鍋爐運行的最佳工況，既可以節(jié)約耗電量，又可以節(jié)約燃?xì)狻?/p>

3 結(jié)語

為了維護(hù)企業(yè)的自身經(jīng)濟(jì)效益，贏得更加廣泛的社會效益，需要從鍋爐房供熱系統(tǒng)出發(fā)，做好相應(yīng)的節(jié)能降耗工作。由于鍋爐房的供熱系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，供熱的質(zhì)量會受到很多因素的影響。為了能夠降低整體的供熱能耗，需要不斷地完善其中的一些不合理因素提供。